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一、课程概述

前面我们已经学完算术、赋值、比较、逻辑运算符，本节课学习位运算符。

位运算符是直接对二进制比特位进行操作的运算符，只能够作用于整数（int）。计算机底层所有数字都是由 0、1 的二进制储存，位运算可以直接操控每一位二进制数值，运行速度很快，常用于算法、权限设置、二进制加密、硬件编程等场景。

二、基础概念讲解

1. 二进制：日常生活使用十进制（逢十进一）；二进制只有 0 和 1，逢二进一

    示例：十进制数字 5，转为二进制 = 101

2. 比特位：二进制里面每一个 0 或者 1，就叫做1个比特位

3. Python当中整数默认是十进制，`bin()`函数可以把十进制整数转换成二进制字符串

位运算符总表

三、代码案例演示

案例1：bin()查看数字的二进制

# 查看十进制数字的二进制a = 6b = 3print(bin(a))print(bin(b))# 输出结果# 0b110# 0b011# 0b是二进制标识，后面为真实二进制数值

案例2：按位与 &

规则：对应比特位全1才为1

6 → 110

3 → 011

相与结果：010 也就是十进制 2

a = 6b = 3print(a & b)

运行输出：2

案例3：按位或 |

规则：只要有一个比特位是1，结果就是1

6(110) | 3(011) = 111 → 7

a = 6b = 3print(a | b)

运行输出：7

案例4：按位异或 ^

规则：比特位相同取0，不同取1

6(110) ^ 3(011) = 101 → 5

a = 6b = 3print(a ^ b)

运行输出：5

小知识点：一个数字异或自己结果永远等于0；数字异或0等于自身

案例5：按位取反 ~

公式：~x = -(x + 1)，Python采用补码存储负数

print(~5)# 结果 -6print(~-3)# 结果 2

案例6：左移 <<

向左移动n位，右边空位补0，数值 = 原数 * (2 ** n)

a = 2print(a << 1)  # 二进制10左移一位→100，等于4print(a << 3)  # 2*8=16

案例7：右移 >>

向右移动n位，舍弃右侧比特，正数高位补0，等价于整除 2**n

a = 8print(a >> 1) # 8 / 2 = 4print(a >> 2) # 8 / 4 = 2

四、特殊知识点总结

1. 位运算只支持整数，浮点数、字符串无法进行位运算，代码会直接报错

2. 左移适合快速放大数字，右移适合快速做整数除以2的运算，运算速度远超普通乘除

3. 异或的常用小技巧：交换两个变量数值

x = 10y = 20x = x ^ yy = x ^ yx = x ^ yprint(x,y) # 20 10

4. 运算符优先级：按位取反 > 左移右移 > 按位与 > 按位异或 > 按位或

五、课后练习题（3道）

习题1（基础）

写出代码，计算 9 & 4、9 | 4、9 ^ 4 的运行结果，并且使用bin()查看对应二进制。

习题2（填空）

1. 5 << 2 的结果等于？

2. 16 >> 3 的结果等于？

习题3（拓展实操）

利用异或运算符，完成 a=7、b=13 两个变量的值互换，打印输出交换过后的a、b。

本节课程到这里就结束啦！有代码报错、知识点没弄懂、实操遇到困难，欢迎在评论区留言，一起沟通学习！