Operadores Bitwise Python [com exemplos]

Os operadores bit a bit são fornecidos pela linguagem de programação Python para permitir que os programadores manipulem dados no nível mais básico – dando a eles muito mais controle sobre todas as variáveis.

Python é uma das linguagens de programação mais populares no mundo de hoje. A versatilidade do Python e o número de recursos que ele oferece são algumas das razões para sua crescente popularidade. Este artigo irá explorar os operadores bit a bit em Python, diferentes tipos de operadores bit a bit, seus usos e muito mais.

Visão geral dos operadores bit a bit do Python

Os operadores bit a bit têm a mesma aparência em diferentes linguagens de programação. O Python vem com vários tipos de operadores, como operadores aritméticos, lógicos e de comparação.

A maioria dos operadores bit a bit são binários, o que significa que eles precisam de dois operandos para trabalhar, normalmente chamados de operandos esquerdo e direito. Bitwise NOT (~) é o único operador bit a bit unário, pois precisa de apenas um operando.

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O que são operadores Bitwise?

Os operadores bit a bit são um dos tipos de operadores usados ​​para realizar cálculos bit a bit em inteiros. Os inteiros são primeiro convertidos em binários e, em seguida, as operações são executadas bit a bit, daí o nome de operadores bit a bit. O resultado é então transformado em formato decimal. Esses operadores podem realizar cálculos apenas em números inteiros.

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A importância dos operadores bit a bit

Você provavelmente entendeu o que são operadores bit a bit, agora vamos nos concentrar na importância dos operadores bit a bit. Eles são melhores que os operadores aritméticos e eis por que você precisa usá-los:

• Velocidade de execução

Operadores bit a bit são mais rápidos do que realizar multiplicação ou divisão. Se você precisar multiplicar uma variável x por, digamos, 9, você pode fazer (x<<3 + x) que seria alguns ciclos mais rápido que (x*9).

• Verificação de erros

Os operadores bit a bit são usados ​​extensivamente para verificar erros. Se você estiver enviando alguns bits para outro computador em outro servidor, provavelmente haverá alguns erros. Você pode identificar esses erros usando operadores bit a bit.

Você provavelmente entende o uso e a importância dos operadores bit a bit, então, vamos entender os diferentes tipos de operadores bit a bit.

Diferentes tipos de operadores bit a bit

Operadores lógicos bit a bit

Os operadores bit a bit and, or e xor são operadores binários que possuem um operando esquerdo e direito. O operador bit a bit não é um operando unário que possui apenas um operando à direita. O tipo de resultado de todos os quatro operadores bit a bit são inteiros. Os operadores lógicos bit a bit examinam um bit de cada vez em seu operando antes e calculam o valor correspondente no resultado.

E bit a bit

O operador AND (&) é usado para executar um AND entre dois bits. Nesse caso, ambos os bits precisam ser verdadeiros para que a saída seja verdadeira. Se qualquer um dos bits for falso, a saída será falsa. Em outras palavras, se ambos os bits forem 1, ele retornará 1 senão 0.

1&1 = 1

1&0 = 0

0&0 = 0

0&1 = 0

Exemplo:

a = 10 = 1010 (binário)

b = 4 = 0100 (Binário)

a e b = 1010

&

0100

= 0000

= 0 (Decimal)

OU bit a bit

O operador OR (|) é usado para realizar a operação OR entre dois bits. Para que a saída seja verdadeira, um dos bits precisa ser verdadeiro. Ao contrário do operador (&), ambos os bits não precisam ser verdadeiros para que o resultado seja verdadeiro. Em outras palavras, o bit resultante é 0 se e somente se ambos os bits nas considerações forem 0, caso contrário o resultado for 1.

1 | 1 = 1

1 | 0 = 1

0 | 1 = 1

0 | 0 = 0

Exemplo:

a = 10 = 1010 (binário)

b = 4 = 0100 (Binário)

um | b = 1010

|

0100

= 1110

= 14 (Decimal)

NÃO bit a bit

O operador Bitwise NOT (~) é usado para retornar o complemento do número em Python. No entanto, o operador not é um operador muito simples e é usado para inverter o bit de 0 para 1 e de 1 para 0.

~13 (0b01101) = -14

~16 (0b010000) = -17

~31 (0b011111) = -32

Exemplo:

a = 10 = 1010 (binário)

~a = ~1010

= -(1010 + 1)

= -(1011)

= -11 (Decimal) Operador XOR bit a bit

O operador XOR (^) é usado para fazer XOR entre dois bits que estão em operação. A operação XOR é muito simples. Se dois bits são iguais, o bit resultante é 0 senão 1. É amplamente utilizado em cálculos lógicos para tornar o processo mais rápido.

1 ^ 1 = 0

1 ^ 0 = 1

0 ^ 1 = 1

0 ^ 0 = 0

Exemplo:

a = 10 = 1010 (binário)

b = 4 = 0100 (Binário)

a e b = 1010

^

0100

= 1110

= 14 (Decimal)

Operadores de turno

Esses operadores bit a bit são usados ​​para deslocar os bits de um número da esquerda para a direita, multiplicando ou dividindo o número por dois, respectivamente. Eles podem ser usados ​​quando temos que dividir ou multiplicar o número por dois.

Deslocamento à direita bit a bit

O operador direito (>>), como o nome sugere, desloca os bits para a direita para um número representado à direita do operador.

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Por exemplo – 10>>2 mudará (1010) para a direita em 2.

Exemplo 1:

a = 10 = 0000 1010 (Binário)

a >> 1 = 0000 0101 = 5

Exemplo 2:

a = -10 = 1111 0110 (Binário)

a >> 1 = 1111 1011 = -5

Deslocamento à esquerda bit a bit

O operador esquerdo (<<), como o nome sugere, desloca os bits para a esquerda para um número representado no lado direito do operador.

Por exemplo – 1<< 2 deslocará 1 para a esquerda para 2 valores.

Exemplo 1:

a = 5 = 0000 0101 (Binário)

a << 1 = 0000 1010 = 10

a << 2 = 0001 0100 = 20

Exemplo 2:

b = -10 = 1111 0110 (Binário)

b << 1 = 1110 1100 = -20

b << 2 = 1101 1000 = -40

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Conclusão

Ter uma boa compreensão dos operadores bit a bit do Python ajudará você a manipular dados binários em seus projetos. Agora você entende o básico dos operadores bit a bit e sua sintaxe e os tipos de dados que os suportam. Você também pode personalizar o comportamento deles para suas próprias necessidades.

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