ПОБИТОВЫЕ ОПЕРАТОРЫ В PYTHON (поразрядная конъюнкция и другие)

Побитовые операторы

Побитовые операторы работают с данными в битовом (двоичном) формате и действуют бит за битом.

Всего этих операторов шесть:

&	побитовое И (побитовое умножение, поразрядная конъюнкция)
|	побитовое ИЛИ (побитовое сложение, поразрядная дизъюнкция)
^	побитовое исключающее ИЛИ (побитовая сумма по модулю два, XOR)
~	побитовое НЕ (побитовая инверсия, поразрядная инверсия)
<<	побитовый сдвиг влево
>>	побитовый сдвиг вправо

Битовые операции используются в криптографических алгоритмах, сетевых технологиях и др.

Побитовое И (поразрядная конъюнкция)

Пример с поразрядной конъюнкцией:

>>> 10 & 6
2
>>> 

Число 10 в двоичной системе — 1010, а число 6 — 110.
После поразрядного перемножения получим 0010. В десятичной системе это 2.

10	1	0	1	0
6	0	1	1	0
2	0	0	1	0

Побитовое ИЛИ (поразрядная дизъюнкция)

Пример с поразрядной дизъюнкцией:

>>> 10 & 6
14
>>> 

Число 10 в двоичной системе — 1010, а число 6 — 110.
После поразрядного сложения получим 1110. В десятичной системе это 14.

10	1	0	1	0
6	0	1	1	0
14	1	1	1	0

Побитовое исключающее ИЛИ (XOR)

Принцип поразрядного исключающего ИЛИ

0 + 0 = 0

0 + 1 = 1

1 + 0 = 1

1 + 1 = 0

Пример с поразрядным исключающим ИЛИ:

>>> 10 ^ 6
12
>>> 

Число 10 в двоичной системе — 1010, а число 6 — 110.
После поразрядного сложения по модулю два получим 1100. В десятичной системе это 12.

10	1	0	1	0
6	0	1	1	0
12	1	1	0	0

Побитовое НЕ

Положительные числа преобразуются в отрицательные со сдвигом на единицу, и наоборот.

~x = -(x + 1)

Пример с поразрядным НЕ:

>>> ~10
-11
>>> 

Еще пример с поразрядным НЕ:

>>> ~-10
9
>>> 

Побитовый сдвиг влево

Позволяет сдвинуть битовое представление числа на несколько разрядов влево. Операции сдвига применяются только к целым числам.

Пример сдвига влево на 2 разряда:

>>> 10 << 2
40
>>> 

Число 10 в двоичной системе — 1010.
После поразрядного сдвига влево на два разряда получим 101000 (справа добавится два разряда с нулями). В десятичной системе это 40.

Побитовый сдвиг вправо

Позволяет сдвинуть битовое представление числа на несколько разрядов вправо. Операции сдвига применяются только к целым числам.

Пример сдвига вправо на 2 разряда:

>>> 10 >> 2
2
>>> 

Число 10 в двоичной системе — 1010.
После поразрядного сдвига вправо на два разряда получим 10 (два правых разряда просто исчезнут). В десятичной системе это 2.