Python 教程

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Python 位运算符 ​

位运算符对整数的二进制位进行运算。操作数会被视为无限长度的二进制补码整数（与 Python int 的语义一致），运算结果仍为 int（以十进制显示）。它们与 逻辑运算符（and / or / not）不同：后者做的是真值组合，不是按位操作。

位运算符通常只用于整数；更多运算符总览见 运算符。

运算符一览 ​

含义符号示例
按位与&x & y
按位或|`x
按位异或^x ^ y
按位取反~~x
左移<<x << n
右移>>x >> n

（左移、右移右侧 n 应为非负整数；具体规则见下文。）

&（按位与） ​

两位都为 1 时该位为 1，否则为 0。

示例（为便于阅读，只写出低 4 位；高位补 0）：

  • 5 → 0101
  • 4 → 0100
  • 5 & 4 → 0100 → 十进制 4

|（按位或） ​

任一位为 1 则该位为 1。

  • 0101 | 0100 → 0101 → 5

^（按位异或） ​

两位不同为 1，相同为 0。

  • 0101 ^ 0100 → 0001 → 1

~（按位取反） ​

在 Python 中，对整数 x 有恒等关系：

text
~x == -x - 1

例如 ~5 == -6。这与「固定宽度二进制补码」的直观一致，但 Python 的整数没有固定位宽，按无限符号位扩展理解即可。

<<（左移） ​

把位向左移动 n 位，右侧补 0。对非负整数，x << n 等价于 x * (2 ** n)（在结果仍为整数的前提下）。

  • 7 << 1 → 14

>>（右移） ​

把位向右移动 n 位。对非负整数，相当于向下取整除以 2 ** n（2 的 n 次方）。对负数，Python 的右移是算术右移（符号位延伸），结果仍向 −∞ 方向取整。

  • 10 >> 1 → 5
  • -10 >> 1 → -5

左移在绝对值过大时可能非常耗时或占用大量内存，需注意。

综合示例 ​

python
a = 5
b = 6

print("a & b =", a & b)
print("a | b =", a | b)
print("~a =", ~a)
print("a ^ b =", a ^ b)

c = 10
d = -10

print("c >> 1 =", c >> 1)
print("d >> 1 =", d >> 1)

c = 5
d = -10

print("c << 1 =", c << 1)
print("d << 1 =", d << 1)

输出：

text
a & b = 4
a | b = 7
~a = -6
a ^ b = 3
c >> 1 = 5
d >> 1 = -5
c << 1 = 10
d << 1 = -20

复合赋值 ​

与算术类似，可有 &=、|=、^=、<<=、>>=，含义为对左操作数原地按位运算再赋值。

小结 ​

  • &、|、^、~ 为按位逻辑；<<、>> 为移位，注意负数右移语义。
  • 与 and / or 不同；不要混淆 & 与 and、| 与 or。

参考 ​