詳解Python中位運算的簡單實現

簡介

程序中的數在計算機內存中都是以二進制的形式存在的,位運算就是直接對整數在內存中對應的二進制位進行操作,一般是將數字化為二進制數後進行操作。

應用場景

在常規操作和位運算的操作中使用位運算,可以提升性能。但是會造成代碼難以理解,建議合理利用。

1、統計奇數

2、統計偶數

3、統計不相同數等

4、求相反數

位運算分有6種:

1、按位與:兩個位都為1時,結果才為1(統計奇數)即全1為1。

2、按位或:兩個位都為0時,結果才為0(統計偶數)即全0為0。

3、按位異或:兩個位相同為0,相異為1(常用統計不相同數)即不同為1。

4、按位取反:0變1,1變0,相當於 -x-1

5、左移運算:各二進位全部左移若幹位,高位丟棄,低位補0。

6、右移運算:各二進位全部右移若幹位,對無符號數,高位補0,有符號數進行補符號位(算術右移),或者補0(邏輯右移)。

案例源碼

# -*- coding: utf-8 -*-
# time: 2022/5/22 17:56
# file: bitwise.py
# 公眾號: 玩轉測試開發

# &:兩個位都為1時,結果才為1(統計奇數)即全1為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))

# |:兩個位都為0時,結果才為0(統計偶數)即全0為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))

# ^:兩個位相同為0,相異為1(常用統計不相同數)即不同為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變1,1變0,相當於 -x-1
a4 = 10
"""
10 = 0b1010
-x-1 = -11
"""
print(bin(a4))
print(~a4)  # -11
print(int("-0b1011", 2))

# 求相反數
print(~a4 + 1)  # -10

# <<:各二進位全部左移若幹位,高位丟棄,低位補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))

# >>:各二進位全部右移若幹位,對無符號數,高位補0,有符號數進行補符號位(算術右移),或者補0(邏輯右移)。
#     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

# 經典案例:使用 ^ 找出出現一次的數
a7 = 1 ^ 1 ^ 2
a8 = 1 ^ 2 ^ 1
a9 = 2 ^ 1 ^ 1
print(a7)
print(a8)
print(a9)

# 統計原始方法和位運算方法花費的時間
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

到此這篇關於詳解Python中位運算的簡單實現的文章就介紹到這瞭,更多相關Python位運算內容請搜索WalkonNet以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大傢以後多多支持WalkonNet!

推薦閱讀: