详解Python中位运算的简单实现

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  • 简介
  • 应用场景
  • 案例源码

简介

程序中的数在计算机内存中都是以二进制的形式存在的，位运算就是直接对整数在内存中对应的二进制位进行操作，一般是将数字化为二进制数后进行操作。

应用场景

在常规操作和位运算的操作中使用位运算，可以提升性能。但是会造成代码难以理解,建议合理利用。

1、统计奇数

2、统计偶数

3、统计不相同数等

4、求相反数

位运算分有6种：

1、按位与：两个位都为1时，结果才为1（统计奇数）即全1为1。

2、按位或：两个位都为0时，结果才为0（统计偶数）即全0为0。

3、按位异或：两个位相同为0，相异为1(常用统计不相同数）即不同为1。

4、按位取反：0变1，1变0，相当于 -x-1

5、左移运算：各二进位全部左移若干位，高位丢弃，低位补0。

6、右移运算：各二进位全部右移若干位，对无符号数，高位补0，有符号数进行补符号位（算术右移），或者补0（逻辑右移）。

案例源码

# -*- coding: utf-8 -*-
# time: 2022/5/22 17:56
# file: bitwise.py
# 公众号: 玩转测试开发

# &：两个位都为1时，结果才为1（统计奇数）即全1为1。
a1 = 10
b1 = 9
"""
10 = 0b1010
9  = 0b1001
8  = 0b1000
"""
print(bin(a1))
print(bin(b1))
print(a1 & b1)  # 8
print(int("0b1000", 2))

# |：两个位都为0时，结果才为0（统计偶数）即全0为0。
a2 = 10
b2 = 9
"""
10 = 0b1010
9  = 0b1001
11 = 0b1011
"""
print(bin(a2))
print(bin(b2))
print(a2 | b2)  # 11
print(int("0b1011", 2))

# ^：两个位相同为0，相异为1(常用统计不相同数）即不同为1。
a3 = 10
b3 = 9
"""
10 = 0b1010
9  = 0b1001
3  = 0b0011
"""
print(bin(a3))
print(bin(b3))
print(a3 ^ b3)  # 11
print(int("0b0011", 2))

# ~：0变1，1变0，相当于 -x-1
a4 = 10
"""
10 = 0b1010
-x-1 = -11
"""
print(bin(a4))
print(~a4)  # -11
print(int("-0b1011", 2))

# 求相反数
print(~a4 + 1)  # -10

# <<：各二进位全部左移若干位，高位丢弃，低位补0，即：x << n = x * (2 ** n)
a5 = 10
"""
10 = 0b1010
x = 10 * 2 ** 3 = 10 * 2 * 2 * 2
"""
b5 = a5 << 3
print(bin(b5))
print(b5)  # 80
print(int("0b1010000", 2))

# >>：各二进位全部右移若干位，对无符号数，高位补0，有符号数进行补符号位（算术右移），或者补0（逻辑右移）。
#     即：x << n = x / (2 ** n)
a6 = 64
"""
64 = 0b1000000
x = 64 / (2 ** 3) = 64 / (2 * 2 * 2)
"""
b6 = a6 >> 3
print(bin(b6))
print(b6)  # 8

# 经典案例：使用 ^ 找出出现一次的数
a7 = 1 ^ 1 ^ 2
a8 = 1 ^ 2 ^ 1
a9 = 2 ^ 1 ^ 1
print(a7)
print(a8)
print(a9)

# 统计原始方法和位运算方法花费的时间
import time

loop = 30000000
start1 = time.time()
odd_list1 = []

for i in range(loop):
    if i & 1 == 1:
        odd_list1.append(i)
end1 = time.time()
print(f"time1:{end1 - start1}")

start2 = time.time()
odd_list2 = []

for i in range(loop):
    if i % 2 == 1:
        odd_list1.append(i)
end2 = time.time()
print(f"time2:{end2 - start2}")

# time1:5.262001037597656
# time2:4.736037492752075

到此这篇关于详解Python中位运算的简单实现的文章就介绍到这了,更多相关Python位运算内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！

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