小敏學Python基礎篇丨移位運算的用法講解

2021-05-23 19:00:28

Hello，大家好，我是程式媛小敏，持續為您分享python知識。

前面，我們一起學習了python中四種位運算符（&、|、^、~）的用法，本篇我們一起學習剩餘的兩種移位運算符（左移位<<、右移位>>）。

01移位運算的本質

移位運算是一種二進位制的運算符。它是把一個二進位制數，符號位不變，其餘位進行向左或向右移動，左側空的數位就補符號位的數，右側空的數位就補0，溢位的數位就捨棄。

前面我們學習過，對於一個數，是由不同數位構成了，每個數位對應著一個權重。相鄰數位的權重比在二進位制中就是2，在十進位制中就是10（其他進制中也是類似）。

十進位制數個位權重為1，十位為10，而二進位制正數的末位權重為1，從右往左，權重每次提高為2倍。

那麼，對一個數左移位運算，就相當於把數字從較低權重的數位，移動到了較高權重的數位，移動幾步，就放大了幾個2倍（即2的幾次冪）。

右移位，就相當於把數字從較高權重的數位，移動到較低權重的數位，移動幾步就縮小了幾個2倍。

注意：移位運算時，符號位不變，空的數位補0，溢位數位捨棄。

02左移位運算符用法

前面我們學習了，在計算機中的二進位制數的計算均是使用補碼參與運算的，移位運算也不例外。

這裡我分別舉兩個正數和負數的例子加以說明(為了方便計算，本篇採用8位機器數演示)：

定義兩個變數 a = 7,b = -8,用二進位制原碼、反碼和補碼分別表示如下：a的原碼：0000 0111 ，a的反碼：0000 0111 ，a的補碼0000 0111b的原碼：1000 1000 ，b的反碼：1111 0111 ，b的補碼1111 1000

下面對a和b分別進行左移位運算（以移動2位為例）。

a << 2,將0000 0111按照左移位的原理，得到結果是0001 1100，這個結果是正數，即轉原碼還是它，轉成十進位制為：28，即7 <<2 = 28。b << 2,同理，得到結果是1110 0000，先轉反碼得1001 1111，再加1得補碼為1010 0000，轉成十進位制為：-32，即-8 <<2 = -32。

從結果來看，7左移兩位，相當於7*2的2次冪。

注意：正數的原碼、反碼和補碼相等

這裡，如果對二進位制的補碼求法，以及十進位制和二進位制轉換有疑問的友友可以看下面文章：

理解了地球是圓的，你就可以理解二進位制減法轉化為加法的奧妙

一文讀懂十進位制和二進位制的轉化

03右移位運算符的用法

這裡繼續使用上面的a、b，以右移位2位為例講解：

a >> 2,同理，按照右移位的原理，得到結果是0000 0001，這是個正數，即轉原碼還是它，轉為十進位制為：1，即 7 >> 2 = 1。b >> 2,同理，得到結果是1111 1110，先轉反碼得1000 0001，再加1得補碼為1000 0010，轉成十進位制為：-2，即-8 >> 2 = -2。

注意：右移位時，符號位不參與移動，左側空的數位，用符號位的數補充。

好了，關於python位運算符的學習到本篇就結束了，各位友友學會了麼？歡迎大家在評論區留言討論交流。我是程式媛小敏，持續為您分享python知識乾貨。

小敏學Python基礎篇丨移位運算的用法講解

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