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How Can Bitwise Operators Be Used for Efficient Data Manipulation?

按位运算:理解和应用

位运算符,例如 AND、OR、XOR 和 NOT,对多位值进行运算,独立对待每一位。这些运算允许精确操作二进制数据。

按位运算符

  • AND: 如果两个输入均为 1,则返回 1,否则返回0.
  • OR: 如果满足以下任一条件,则返回 1输入为 1,否则为 0。
  • XOR: 如果恰好有一个输入为 1,则返回 1,否则为 0。
  • NOT: 如果有,则返回 1输入为0,否则0.

按位运算符的应用

  • 掩码:通过与掩码进行 AND 运算来隔离值的特定位(例如,0000 1111 提取较低的 4 个位)。
  • 打包: 使用左移将多个值组合成一个较大的值(例如,将两个 4 位值打包成 8 位)。
  • 位标志: 将状态或特征表示为单独的位(例如,0000 0101 表示“已启用”和“已处理”)。
  • 移位: 向左 (>) 移动位来操作值(例如,将数字加倍)左移 1位)。

示例:

考虑以下代码:

x = 1        # 0001
x 
  • 左移: x
  • 按位或: x | 2 将 x 和 2 的位相加,结果为 3 (0001 | 0010 = 0011)。
  • 按位 AND: x & 1 仅将 x 的最低位设置为 1,留下结果不变为 1 (0001 & 0001 = 0001).

通过理解和应用按位运算,程序员可以有效地操作和解释二进制数据,解锁从数据操作到系统级优化的广泛应用。

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