Cosa devi sapere sugli operatori bitwise di Python? [Spiegato con esempi]

I sistemi informatici rappresentano, archiviano e trasmettono dati come un flusso di cifre binarie chiamato bit. "Binary" significa che possono esserci solo due valori possibili, 0 e 1, e ciascuna di queste cifre binarie è nota come "bit". Indipendentemente dal fatto che lavori con testo, numeri decimali, immagini, suoni o video, il software per computer traduce le informazioni in codice binario composto da 0 e 1. Spesso indicato come linguaggio macchina, le informazioni binarie sono il livello più fondamentale di informazioni memorizzate da un sistema informatico.

Gli operatori bit per bit in Python ci consentono di manipolare singoli bit di dati al livello più elementare. In altre parole, gli operatori bit per bit in Python vengono utilizzati per eseguire calcoli bit per bit su valori interi. Pertanto, i valori interi vengono prima convertiti in formato binario e quindi vengono eseguite le operazioni bit per bit. Dopo aver eseguito le "operazioni bit per bit", i risultati vengono restituiti in formato decimale. Gli operatori bit per bit in Python funzionano solo su numeri interi. Migliorare te stesso con i programmi di scienza dei dati ti aiuterà a superare le sfide. Parliamo di più del text mining.

Ora, esploriamo gli operatori bit per bit di Python in modo più dettagliato, i tipi, il modo in cui funzionano e gli esempi.

Operatori bit a bit in Python

Python include sei operatori per eseguire operazioni logiche bit per bit su interi.

Di seguito sono riportati i diversi operatori bit per bit in Python con la loro sintassi e una descrizione di ciò che ciascuno fa.

Operatore

Sintassi

Descrizione

bit a bit E

a&b

L'operatore restituisce 1 se entrambi i bit negli operandi sono 1. Altrimenti restituisce 0.

OR bit a bit

un | B

L'operatore restituisce 1 se uno dei bit negli operandi è 1. Altrimenti restituisce 0.

A bit NON

~a

Un operatore bit per bit unario che esegue la negazione logica di un dato numero capovolgendo tutti i suoi bit. Aritmeticamente, viene espresso sottraendo i singoli valori di bit da uno (~ai = 1 – ai).

XOR bit a bit

un ^ b

L'operatore restituisce 1 se una coppia di bit contiene valori di bit opposti. Altrimenti restituisce 0.

Spostamento sinistro bit a bit

un <<

L'operatore sposta i bit del suo primo operando a sinistra del numero di posizioni definite nel secondo operando. Inoltre, l'operatore aggiunge 0 sufficienti per riempire il vuoto che si forma sul lato destro del nuovo schema di bit.

Spostamento a destra bit a bit

un >>

L'operatore spinge i bit a destra del numero di posizioni specificato. Pertanto, i bit più a destra vengono sempre eliminati.

Operatori bit per bit in Python con esempi

Tenendo presente la descrizione di base di ciascun operatore bit per bit, diamo un'occhiata ad alcuni esempi per chiarire ulteriormente il concetto.

1. E bit a bit (&)

Restituisce 1 se entrambi i bit sono 1. Altrimenti restituisce 0.

• Esempio 1

a = 24 = 11000 (Binario)

b = 4 = 00100 (binario)

a e b = 11000

&

00100

= 00000

= 0 (decimale)

• Esempio #2

a = 10 = 1010 (binario)

b = 2 = 0010 (binario)

a e b = 1010

&

0010

= 0010

= 2 (decimale)

2. OR bit a bit ( | )

Restituisce 1 se uno dei bit è 1. Altrimenti restituisce 0.

• Esempio 1

a = 67 = 1000011 (Binario)

b = 54 = 0110110 (Binario)

un | b = 1000011

|

0110110

= 1110111

= 119 (decimale)

• Esempio #2

a = 6 = 000110 (Binario)

b = 34 = 100010 (binario)

un | b = 000110

|

100010

= 100110

= 38 (decimale)

3. NON bit a bit (~)

Restituisce il complemento a 1 del bit (inverte il bit).

• Esempio 1

a = 60 = 111100 (Binario)

~a = ~111100

= 000011

= 3 (decimale)

• Esempio #2

a = 33 = 100001 (Binario)

~a = ~100001

= 011110

= 30 (decimale)

4. XOR bit a bit (^)

Restituisce 1 se entrambi i bit hanno valori opposti. Altrimenti restituisce 0.

• Esempio 1

a = 61 = 0111101 (Binario)

b = 90 = 1011010 (binario)

a^b = 0111101

^

1011010

= 1100111

= 103 (decimale)

• Esempio #2

a = 2 = 000010 (Binario)

b = 55 = 110111 (binario)

a ^ b = 000010

^

110111

= 110101

= 53 (decimale)

5. Maiusc sinistro bit per bit (<<)

Sposta i bit a sinistra e riempie gli spazi vuoti formati a destra con 0.

• Esempio 1

a = 39 = 100111 (Binario)

a << 1 = 1001110 = 78 (Decimale)

a << 2 = 10011100 = 156 (Decimale)

a << 3 = 100111000 = 312 (Decimale)

• Esempio #2

b = 74 = 1001010 (Binario)

b << 1 = 10010100 = 148 (Decimale)

b << 2 = 100101000 = 296 (Decimale)

b << 3 = 1001010000 = 592 (Decimale)

6. Merda a destra bit a bit (>>)

Sposta i bit a destra e riempie gli spazi vuoti formati a sinistra con 0.

• Esempio 1

a = 157 = 10011101 (binario)

a >> 1 = 1001110 = 78 (Decimale)

a >> 2 = 100111 = 39 (Decimale)

a >> 3 = 10011 = 19 (Decimale)

• Esempio #2

b = 89 = 1011001 (binario)

b >> 1 = 101100 = 44 (Decimale)

b >> 2 = 010110 = 22 (Decimale)

b >> 3 = 001011 = 11 (Decimale)

Operatori bit per bit in Python (esempi con codice)

Di seguito sono riportati alcuni semplici frammenti di codice per illustrare gli operatori bit per bit in Python:

1. AND bit per bit, OR, NOT e XOR

Fonte

Fonte

2. Operatori di spostamento bit per bit

Fonte

Fonte

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Conclusione

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