Operatori Python pe biți [cu exemple]

Publicat: 2022-09-11

Operatorii pe biți sunt furnizați de limbajul de programare Python pentru a permite programatorilor să manipuleze datele la cel mai elementar nivel - oferindu-le mult mai mult control asupra tuturor variabilelor.

Python este unul dintre cele mai populare limbaje de programare din lumea de astăzi. Versatilitatea lui Python și numărul de funcții pe care le oferă sunt câteva motive pentru popularitatea sa în creștere. Acest articol va explora operatorii pe biți în Python, diferite tipuri de operatori pe biți, utilizările acestora și multe altele.

Cuprins

Prezentare generală a operatorilor Python pe biți

Operatorii pe biți arată la fel în diferite limbaje de programare. Python vine cu diverse tipuri de operatori, cum ar fi operatorii aritmetici, logici și de comparație.

Operator	Exemplu	Sens
&	a & b	ȘI pe biți
\|	a \| b	SAU pe biți
^	a ^ b	XOR pe biți (SAU exclusiv)
~	~a	Pe bit NU
<<	a << n	Deplasare la stânga pe biți
>>	a >> n	Deplasare pe biți la dreapta

Majoritatea operatorilor pe biți sunt binari, ceea ce înseamnă că au nevoie de doi operanzi pentru a lucra, denumiți de obicei operand stânga și dreapta. Pe biți NOT (~) este singurul operator unar pe biți, deoarece are nevoie de un singur operand.

Explorați cursurile noastre populare de știință a datelor

Program Executive Postuniversitar în Știința Datelor de la IIITB	Program de certificat profesional în știința datelor pentru luarea deciziilor de afaceri	Master în Știința Datelor de la Universitatea din Arizona
Program de certificat avansat în știința datelor de la IIITB	Program de certificat profesional în știința datelor și analiză de afaceri de la Universitatea din Maryland	Cursuri de știință a datelor

Ce sunt operatorii pe biți?

Operatorii pe biți sunt unul dintre tipurile de operatori utilizați pentru a efectua calcule pe biți pe numere întregi. Numerele întregi sunt mai întâi convertite în binar și apoi operațiunile sunt efectuate bit cu bit, de aici, denumirea de operatori pe biți. Rezultatul este apoi transformat în format zecimal. Acești operatori pot efectua calcule numai pe numere întregi.

Consultați certificările noastre de știință a datelor pentru a vă îmbunătăți abilitățile.

Importanța operatorilor pe biți

Probabil ați înțeles ce sunt operatorii pe biți, acum să ne concentrăm asupra importanței operatorilor pe biți. Sunt mai buni decât operatorii aritmetici și iată de ce trebuie să le folosiți:

Viteza de executie

Operatorii pe biți sunt mai rapidi decât înmulțirea sau împărțirea. Dacă trebuie să înmulțiți o variabilă x cu 9, puteți face (x<<3 + x) care ar fi cu câteva cicluri mai rapid decât (x*9).

Eroare la verificare

Operatorii pe biți sunt utilizați pe scară largă pentru verificarea erorilor. Dacă trimiteți niște biți către un alt computer de pe alt server, probabil că vor exista câteva erori. Puteți identifica aceste erori utilizând operatori pe biți.

Probabil înțelegeți utilizarea și importanța operatorilor pe biți, așa că, să trecem la înțelegerea diferitelor tipuri de operatori pe biți.

Diferite tipuri de operatori pe biți

Operatori logici pe biți

Operatorii pe biți și, sau și xor sunt operatori binari care au operand stânga și dreapta. Operatorul pe biți nu este un operand unar care are doar un operand drept. Tipul de rezultat al tuturor celor patru operatori pe biți este numere întregi. Operatorii logici pe biți examinează câte un bit în operandul lor înainte și calculează valoarea corespunzătoare în rezultat.

ȘI pe biți

Operatorul AND (&) este folosit pentru a efectua un AND între doi biți. În acest caz, ambii biți trebuie să fie adevărati pentru ca rezultatul să fie adevărat. Dacă oricare dintre biți este fals, rezultatul este fals. Cu alte cuvinte, dacă ambii biți sunt 1, returnează 1 altfel 0.

1&1 = 1

1&0 = 0

0&0 = 0

0&1 = 0

Exemplu:

a = 10 = 1010 (binar)

b = 4 = 0100 (binar)

a și b = 1010

0100

= 0000

= 0 (zecimală)

SAU pe biți

Operatorul SAU (|) este utilizat pentru a efectua operația SAU între doi biți. Pentru ca rezultatul să fie adevărat, unul dintre biți trebuie să fie adevărat. Spre deosebire de operatorul (&), ambii biți nu trebuie să fie adevărati pentru ca rezultatul să fie adevărat. Cu alte cuvinte, bitul rezultat este 0 dacă și numai dacă ambii biți luați în considerare sunt 0, altfel rezultatul este 1.

1 | 1 = 1

1 | 0 = 1

0 | 1 = 1

0 | 0 = 0

Exemplu:

a = 10 = 1010 (binar)

b = 4 = 0100 (binar)

a | b = 1010

0100

= 1110

= 14 (zecimală)

Pe bit NU

Operatorul pe biți NOT (~) este folosit pentru a returna complementul numărului în Python. Cu toate acestea, operatorul not este un operator foarte simplu și este folosit pentru a inversa bitul de la 0 la 1 și de la 1 la 0.

~13 (0b01101) = -14

~16 (0b010000) = -17

~31 (0b011111) = -32

Exemplu:

a = 10 = 1010 (binar)

~a = ~1010

= -(1010 + 1)

= -(1011)

= -11 (Decimal) Operator XOR pe biți

Operatorul XOR (^) este folosit pentru XOR între doi biți care sunt în funcțiune. Operarea XOR este foarte simplă. Dacă doi biți sunt la fel, atunci bitul rezultat este 0, altfel 1. Este utilizat pe scară largă în calculele logice pentru a accelera procesul.

1 ^ 1 = 0

1 ^ 0 = 1

0 ^ 1 = 1

0 ^ 0 = 0

Exemplu:

a = 10 = 1010 (binar)

b = 4 = 0100 (binar)

a și b = 1010

0100

= 1110

= 14 (zecimală)

Operatori în schimburi

Acești operatori pe biți sunt utilizați pentru a deplasa biții unui număr de la stânga la dreapta prin înmulțirea sau împărțirea numărului cu doi. Ele pot fi folosite atunci când trebuie să împărțim sau să înmulțim numărul cu doi.

Shift dreapta pe biți

Operatorul dreapta (>>), după cum sugerează și numele, mută biții spre dreapta către un număr reprezentat în partea dreaptă a operatorului.

Citiți articolele noastre populare despre știința datelor

Calea de carieră în știința datelor: un ghid cuprinzător de carieră	Creșterea carierei în știința datelor: viitorul muncii este aici	De ce este importantă știința datelor? 8 moduri în care știința datelor aduce valoare afacerii
Relevanța științei datelor pentru manageri	Ultima fișă pentru știința datelor pe care ar trebui să o aibă fiecare cercetător de date	Top 6 motive pentru care ar trebui să devii un Data Scientist
O zi în viața omului de știință a datelor: ce fac ei?	Mitul distrus: Știința datelor nu are nevoie de codare	Business Intelligence vs Data Science: Care sunt diferențele?

De exemplu – 10>>2 se va deplasa (1010) spre dreapta cu 2.

Exemplul 1:

a = 10 = 0000 1010 (binar)

a >> 1 = 0000 0101 = 5

Exemplul 2:

a = -10 = 1111 0110 (binar)

a >> 1 = 1111 1011 = -5

Shift la stânga pe biți

Operatorul stânga (<<), după cum sugerează și numele, deplasează biții spre stânga la un număr reprezentat în partea dreaptă a operatorului.

De exemplu – 1<< 2 va deplasa 1 spre stânga pentru 2 valori.

Exemplul 1:

a = 5 = 0000 0101 (binar)

a << 1 = 0000 1010 = 10

a << 2 = 0001 0100 = 20

Exemplul 2:

b = -10 = 1111 0110 (binar)

b << 1 = 1110 1100 = -20

b << 2 = 1101 1000 = -40

Citiți articolele noastre populare despre știința datelor

Calea de carieră în știința datelor: un ghid cuprinzător de carieră	Creșterea carierei în știința datelor: viitorul muncii este aici	De ce este importantă știința datelor? 8 moduri în care știința datelor aduce valoare afacerii
Relevanța științei datelor pentru manageri	Ultima fișă pentru știința datelor pe care ar trebui să o aibă fiecare cercetător de date	Top 6 motive pentru care ar trebui să devii un Data Scientist
O zi în viața omului de știință a datelor: ce fac ei?	Mitul distrus: Știința datelor nu are nevoie de codare	Business Intelligence vs Data Science: Care sunt diferențele?

Concluzie

O bună înțelegere a operatorilor Python pe biți vă va ajuta să manipulați datele binare în proiectele dvs. Acum înțelegeți elementele de bază ale operatorilor pe biți și sintaxa acestora și tipurile de date care îi acceptă. De asemenea, le puteți personaliza comportamentul pentru propriile nevoi.

Dacă sunteți dornic să învățați și să vă extindeți cunoștințele despre operatorii Python și bitwise, consultați programul de certificat profesional al upGrad și al Universității din Maryland în știința datelor și analiză de afaceri , care este creat pentru profesioniștii activi care oferă peste 20 de studii de caz și sarcini care pot fi adăugat la portofoliul dvs., peste 100 de ore de sesiuni live, peste 400 de ore de învățare cu asistență profesională de la firme de top.

Unde se folosesc operatorii pe biți?

Operatorii pe biți pot fi utilizați pentru a manipula biți individuali ai unui număr. În Python, operatorii pe biți efectuează calcule pe biți pe numere întregi. Mai întâi, numerele întregi sunt convertite în binar, iar apoi operațiunile sunt efectuate în bucăți mici - așa și-au primit numele operatorii pe biți. Operatorii Python pe biți sunt utilizați exclusiv pe numere întregi, returnând rezultate în format zecimal.

Ce este un operator unic operand?

Operatorii aritmetici efectuează operații matematice precum adunarea și scăderea cu operanzi. Unari și binari sunt cele două categorii de operatori matematici. Operatorii unari efectuează o funcție cu un singur operand, de exemplu: NU pe biți (~), în timp ce operatorii binari folosesc doi operanzi.

De ce avem nevoie de operatori pe biți?

Operatorii pe biți sunt o modalitate excelentă de a utiliza eficient spațiul atunci când reprezintă date. Acești operatori sunt necesari atunci când operează pe date furnizate de hardware, unde un anumit bit dintr-o lume are sens. Operatorii pe biți sunt necesari pentru a economisi memorie. Împachetarea datelor în biți în loc de cuvinte economisește memorie și, adesea, este posibil să aveți cantități uriașe de date și cantități limitate de memorie.