python 位運算

主要介紹

1. 簡介
2. 位運算符
3. 相關問題

簡介

• 程序中的全部數在計算機內存中都是以二進制的形式儲存的。位運算說穿了，就是直接對整數在內存中的二進制位進行操做 百度百科
• 按位運算就把數字轉換爲機器語言——二進制的數字來運算的一種運算形式 Freewind的技術專欄

python 中的位運算符

• 按位或預算 ( | )

  1|1=1  0|1=1  1|0=1  0|0 = 0
  即參加運算的兩個對象只要有一個爲1，其值爲1。
  4|3= 7  (轉化爲二進制至關於 100 | 011  = 111 )
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• 按位與運算 ( & )

  1&1=1    0&1=0     0&0=0     1&0=0
  即：兩位同時爲「1」，結果才爲「1」，不然爲0    
  4&3= 0   (轉化爲二進制至關於 100 & 011 = 000 )
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• 異或運算 ( ^ )

  1^1=0     0^1=1     1^0=1     0^0=0
  即：兩位相同爲「0」，不一樣才爲「1」  
  4^3 = 7  (轉化爲二進制至關於 100 ^ 011 = 111)
  異或的幾條性質:
  一、交換律  a^b = b^a
  二、結合律  a^b^c = a^(b^c)
  三、對於任何數x，都有x^x=0，x^0=x
  四、自反性:  a^b^b=a^0=a;
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• 按位翻轉 ( ~ )

  將二進制數+1以後乘以-1,x的按位翻轉是-(x+1)
  數字 1 在計算機中表示是由計算機字符編碼決定的[1]
  utf-8，對萬國碼進行按類壓縮，優化存放空間
  數字1：00000001，8位
  漢字：3個字節
  ~1 = ~(0000 0001) 至關於 (1111 1110) 可能我會覺得 這個數字是至關大的一個數了,可是用python解釋器打印
  倒是-2 緣由是由於計算機在存儲數值中有一個符號位 正數的符號位是0 負數的符號位爲1 而計算機中有涉及源碼 反碼補碼中
  咱們通常用補碼錶示負數，因此，對-2絕對值原碼取反加1，獲得1111 1101+1 = 1111 1110 反過來就是 1
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• 左移運算符( << )

  1 << 1 = 2  2<< 1 = 4
  左移1位後a = a *2
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• 右移運算符（>>）

  1 >> 1 = 0  2 >> 1 = 1
  左移1位後a = a / 2
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相關問題

• 進制轉換

  def conver(n):
          """ 10進制轉2進制 """
          if n==0:
              return 0
          temp = []
          while n:
              temp.append(n%2)
              n = n>>1
          temp.reverse()
          return "".join([str(x) for x in temp])
      def reconver(str1):
          """ 2進制轉10進制 """
          temp = [int(x)for x in list(str1)]
          temp.reverse()
          sum = 0
          for i in range(0,len(temp)):
              sum += pow(2,i) * temp[i]
          return sum
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• 判斷奇偶性

  def is_odd(n):
      if n&1 == 1:
          print("奇數")
      else:
          print("偶數")
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• 整數n的二進制中1的個數

  5 ( 101 )
  5 & 4 (101 & 100 = 100 ) 
  4 & 3 (100 & 011 = 000)
  >>>>> 2 
  def totle_num(n):
      """ 整數n的二進制中1的個數 n&(n-1)這個式子什麼做用？把n的二進制數字中最右邊的1變爲0 """
      count = 0
      while n:
          count+=1
          n = n&(n-1)
      print(count)
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• 找出那個只出現了一次的元素

  def singleNumber(nums):
      """ [0,1,2,0,1,2,3] 給定一個非空整數列表，除了某個元素只出現一次之外，其他每一個元素均出現兩次。找出那個只出現了一次的元素。leetcode 136 """
      ret = 0
      for x  in nums:
          ret = ret ^x
      return ret
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• 沒有出如今序列中的那個數

  1. 給定一個包含 0..n 中 n 個數的列表，找出 0 .. n 中沒有出如今序列中的那個數。 leetcode 268
      [1,3,0] 2
      0^1^2^3^1^3^0    2
      ret = 0
      for i in range(0,n+1)
          ret ^= i
      
      for i in range(0,len(nums)):
          ret ^= nums[i]
      
      return ret
      
      2. 1-n 放在含有 n+1 個元素的列表中，只有惟一的一個元素值重複，其它均只出現一次．
         每一個列表元素只能訪問一次，設計一個算法，將它找出來；不用輔助存儲空間。 進階版 leetcode 287
      [1,2,2,3] 2 
      0^1^2^3^1^2^2^3 = 2
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• 一種整數數據壓縮存儲的算法實現

  def readVarint(trans):
  result = 0 
  shift = 0 
  while True:
      x = trans.readAll(1)    // 讀取下一個字符
      byte = ord(x)              // 轉成整數表示
      result |= (byte & 0x7f) << shift // 將該字節去掉最高位放在已有結果的左側
  if byte >> 7 == 0:       // 若是該字節最高位是0，結束
      return result
  shift += 7
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