Побитовые операторы Python

Побитовые операторы Python используются для выполнения побитовых вычислений над целыми числами. Целые числа преобразуются в двоичный формат, а затем операции выполняются побитно, отсюда и название побитовых операторов. Побитовые операторы Python работают только с целыми числами, и конечный результат возвращается в десятичном формате. Побитовые операторы Python также называются бинарными операторами.

Побитовые операторы Python

В Python есть 6 побитовых операторов. В таблице ниже приведены краткие сведения о них.

Давайте рассмотрим эти операторы один за другим и поймем, как они работают.

1. Побитовый оператор И

Python побитовый и оператор возвращает 1, если оба бита равны 1, иначе 0.

>>> 10&7
2
>>> 

2. Побитовый оператор ИЛИ

Побитовый оператор or Python возвращает 1, если какой-либо из битов равен 1. Если оба бита равны 0, он возвращает 0.

>>> 10|7
15
>>> 

3. Побитовый оператор XOR

Побитовый оператор XOR Python возвращает 1, если один из битов равен 0, а другой бит равен 1. Если оба бита равны 0 или 1, он возвращает 0.

>>> 10^7
13
>>> 

4. Оператор дополнения побитовых единиц

Дополнение Python Ones числа «A» равно -(A+1).

>>> ~10
-11
>>> ~-10
9
>>> 

5. Побитовый оператор сдвига влево

Оператор побитового сдвига влево в Python сдвигает биты левого операнда влево на заданное количество раз в правом операнде. Проще говоря, к двоичному числу в конце добавляются 0.

>>> 10 << 2
40
>>> 

6. Побитовый оператор сдвига вправо

Оператор сдвига вправо в Python полностью противоположен оператору сдвига влево. Затем биты левого операнда перемещаются вправо заданное количество раз. Проще говоря, правые боковые биты удалены.

>>> 10 >> 2
2
>>>  

Перегрузка побитовых операторов Python

Python поддерживает перегрузку операторов. Существуют различные методы, которые мы можем реализовать для поддержки побитовых операторов для наших пользовательских объектов.

Вот пример перегрузки побитового оператора для нашего пользовательского объекта.

class Data:
    id = 0

    def __init__(self, i):
        self.id = i

    def __and__(self, other):
        print('Bitwise AND operator overloaded')
        if isinstance(other, Data):
            return Data(self.id & other.id)
        else:
            raise ValueError('Argument must be object of Data')

    def __or__(self, other):
        print('Bitwise OR operator overloaded')
        if isinstance(other, Data):
            return Data(self.id | other.id)
        else:
            raise ValueError('Argument must be object of Data')

    def __xor__(self, other):
        print('Bitwise XOR operator overloaded')
        if isinstance(other, Data):
            return Data(self.id ^ other.id)
        else:
            raise ValueError('Argument must be object of Data')

    def __lshift__(self, other):
        print('Bitwise Left Shift operator overloaded')
        if isinstance(other, int):
            return Data(self.id << other)
        else:
            raise ValueError('Argument must be integer')

    def __rshift__(self, other):
        print('Bitwise Right Shift operator overloaded')
        if isinstance(other, int):
            return Data(self.id >> other)
        else:
            raise ValueError('Argument must be integer')

    def __invert__(self):
        print('Bitwise Ones Complement operator overloaded')
        return Data(~self.id)

    def __str__(self):
        return f'Data[{self.id}]'


d1 = Data(10)
d2 = Data(7)

print(f'd1&d2 = {d1&d2}')
print(f'd1|d2 = {d1|d2}')
print(f'd1^d2 = {d1^d2}')
print(f'd1<<2 = {d1<<2}')
print(f'd1>>2 = {d1>>2}')
print(f'~d1 = {~d1}')

Выход:

Bitwise AND operator overloaded
d1&d2 = Data[2]
Bitwise OR operator overloaded
d1|d2 = Data[15]
Bitwise XOR operator overloaded
d1^d2 = Data[13]
Bitwise Left Shift operator overloaded
d1<<2 = Data[40]
Bitwise Right Shift operator overloaded
d1>>2 = Data[2]
Bitwise Ones Complement operator overloaded
~d1 = Data[-11]

Если вы не знакомы с новым форматированием строк, прочтите f-строки в Python.

Резюме

Побитовые операторы Python в основном используются в математических вычислениях. Мы также можем реализовать специальные методы для поддержки побитовых операторов для наших пользовательских реализаций классов.