Was müssen Sie über bitweise Python-Operatoren wissen? [Erklärt mit Beispielen]

Computersysteme repräsentieren, speichern und übertragen Daten als einen Strom binärer Ziffern, die als Bits bezeichnet werden. „Binär“ bedeutet, dass es nur zwei mögliche Werte geben kann, 0 und 1, und jede dieser Binärziffern wird als „Bit“ bezeichnet. Egal, ob Sie mit Text, Dezimalzahlen, Bildern, Tönen oder Videos arbeiten, eine Computersoftware übersetzt die Informationen in einen Binärcode aus Nullen und Einsen. Binäre Informationen, die oft als Maschinensprache bezeichnet werden, sind die grundlegendste Informationsebene, die ein Computersystem speichert.

Bitweise Operatoren in Python ermöglichen es uns, einzelne Datenbits auf der grundlegendsten Ebene zu manipulieren. Mit anderen Worten, bitweise Operatoren in Python werden verwendet, um bitweise Berechnungen mit ganzzahligen Werten durchzuführen. Somit werden die ganzzahligen Werte zuerst in binäre Form umgewandelt und dann Bit-für-Bit-Operationen durchgeführt. Nachdem die „bitweisen Operationen“ abgeschlossen sind, werden die Ergebnisse im Dezimalformat zurückgegeben. Bitweise Operatoren in Python funktionieren nur mit ganzen Zahlen. Wenn Sie sich mit Data-Science-Programmen weiterbilden, können Sie die Herausforderungen meistern. Lassen Sie uns mehr über Text Mining sprechen.

Sehen wir uns nun die bitweisen Python-Operatoren genauer an, die Typen, ihre Funktionsweise und Beispiele.

Bitweise Operatoren in Python

Python enthält sechs Operatoren zum Durchführen bitweiser logischer Operationen mit ganzen Zahlen.

Im Folgenden sind die verschiedenen bitweisen Operatoren in Python mit ihrer Syntax und einer Beschreibung ihrer jeweiligen Funktion aufgeführt.

Operator

Syntax

Beschreibung

Bitweises UND

a & b

Der Operator gibt 1 zurück, wenn beide Bits in den Operanden 1 sind. Andernfalls wird 0 zurückgegeben.

Bitweises ODER

ein | B

Der Operator gibt 1 zurück, wenn eines der Bits in den Operanden 1 ist. Andernfalls wird 0 zurückgegeben.

Bitweise NICHT

~a

Ein unärer bitweiser Operator, der eine logische Negation einer gegebenen Zahl ausführt, indem er alle seine Bits umkehrt. Arithmetisch wird es ausgedrückt als Subtrahieren einzelner Bitwerte von Eins (~ai = 1 – ai).

Bitweises XOR

a^b

Der Operator gibt 1 zurück, wenn ein Bitpaar entgegengesetzte Bitwerte enthält. Andernfalls wird 0 zurückgegeben.

Bitweise Linksverschiebung

ein <<

Der Operator verschiebt die Bits seines ersten Operanden um die im zweiten Operanden definierte Anzahl von Stellen nach links. Außerdem fügt der Operator genügend Nullen hinzu, um die Lücke zu füllen, die sich auf der rechten Seite des neuen Bitmusters bildet.

Bitweise Rechtsverschiebung

ein >>

Der Operator schiebt die Bits um die angegebene Anzahl von Stellen nach rechts. Somit werden die Bits ganz rechts immer weggelassen.

Bitweise Operatoren in Python mit Beispielen

Lassen Sie uns unter Berücksichtigung der grundlegenden Beschreibung jedes bitweisen Operators einige Beispiele betrachten, um das Konzept weiter zu verdeutlichen.

1. Bitweises UND (&)

Gibt 1 zurück, wenn beide Bits 1 sind. Andernfalls wird 0 zurückgegeben.

• Beispiel 1

a = 24 = 11000 (binär)

b = 4 = 00100 (Binär)

a & b = 11000

&

00100

= 00000

= 0 (Dezimal)

• Beispiel #2

a = 10 = 1010 (Binär)

b = 2 = 0010 (Binär)

a & b = 1010

&

0010

= 0010

= 2 (Dezimal)

2. Bitweises ODER ( | )

Gibt 1 zurück, wenn eines der Bits 1 ist. Andernfalls wird 0 zurückgegeben.

• Beispiel 1

a = 67 = 1000011 (Binär)

b = 54 = 0110110 (Binär)

ein | b = 1000011

|

0110110

= 1110111

= 119 (Dezimal)

• Beispiel #2

a = 6 = 000110 (Binär)

b = 34 = 100010 (Binär)

ein | b = 000110

|

100010

= 100110

= 38 (Dezimal)

3. Bitweises NICHT (~)

Gibt das 1er-Komplement des Bits zurück (invertiert das Bit).

• Beispiel 1

a = 60 = 111100 (Binär)

~a = ~111100

= 000011

= 3 (Dezimal)

• Beispiel #2

a = 33 = 100001 (Binär)

~a = ~100001

= 011110

= 30 (Dezimal)

4. Bitweises XOR (^)

Gibt 1 zurück, wenn beide Bits entgegengesetzte Werte haben. Andernfalls wird 0 zurückgegeben.

• Beispiel 1

a = 61 = 0111101 (Binär)

b = 90 = 1011010 (Binär)

a ^ b = 0111101

^

1011010

= 1100111

= 103 (Dezimal)

• Beispiel #2

a = 2 = 000010 (Binär)

b = 55 = 110111 (Binär)

a ^ b = 000010

^

110111

= 110101

= 53 (Dezimal)

5. Bitweise Linksverschiebung (<<)

Verschiebt die Bits nach links und füllt die entstandenen Lücken rechts mit 0.

• Beispiel 1

a = 39 = 100111 (Binär)

a << 1 = 1001110 = 78 (Dezimal)

a << 2 = 10011100 = 156 (Dezimal)

a << 3 = 100111000 = 312 (Dezimal)

• Beispiel #2

b = 74 = 1001010 (Binär)

b << 1 = 10010100 = 148 (Dezimal)

b << 2 = 100101000 = 296 (Dezimal)

b << 3 = 1001010000 = 592 (Dezimal)

6. Bitwise Right Shit (>>)

Verschiebt die Bits nach rechts und füllt die entstandenen Lücken links mit 0.

• Beispiel 1

a = 157 = 10011101 (Binär)

a >> 1 = 1001110 = 78 (Dezimal)

a >> 2 = 100111 = 39 (Dezimal)

a >> 3 = 10011 = 19 (Dezimal)

• Beispiel #2

b = 89 = 1011001 (Binär)

b >> 1 = 101100 = 44 (Dezimal)

b >> 2 = 010110 = 22 (Dezimal)

b >> 3 = 001011 = 11 (Dezimal)

Bitweise Operatoren in Python (Beispiele mit Code)

Im Folgenden finden Sie einige einfache Codeausschnitte zur Veranschaulichung bitweiser Operatoren in Python:

1. Bitweises UND, ODER, NICHT und XOR

Quelle

Quelle

2. Bitweise Verschiebungsoperatoren

Quelle

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