揭秘Python位运算:左移翻倍，右移减半!代码效率提升新姿势

导语： 在Python（或其他编程语言）中，位运算符直接操作数据的二进制位，效率极高。今天带你看懂按位与、按位或，以及神奇的移位运算——左移一位相当于乘2，右移一位相当于除2！代码实测验证！

一、 什么是位运算符？

位运算符直接对整数的二进制位进行操作。理解它，需要先将数据转换成二进制形式。

二、 按位与 (&)：同为1，结果才为1

• 规则： 两个操作数的对应二进制位，如果都是1，则结果位为1；否则为0。
• 键盘符号： & (通常位于数字键7上方)
• 示例： 4 & 8
• 4 的二进制 (8位)：0000 0100
• 8 的二进制 (8位)：0000 1000
• 按位与运算：

0000 0100  (4)
0000 1000  (8)
---------- &
0000 0000  (0)  // 对应位没有同时为1的情况

• 结果：0
• 代码验证：

print(4 & 8)  # 输出： 0

三、 按位或 (|)：有1则1，全0才0

• 规则： 两个操作数的对应二进制位，如果有1个是1，则结果位为1；只有全为0时，结果位才为0。
• 示例： 4 | 8
• 4 的二进制 (8位)：0000 0100
• 8 的二进制 (8位)：0000 1000
• 按位或运算：

0000 0100  (4)
0000 1000  (8)
---------- |
0000 1100  (12)  // 第2、3位至少有一个是1

• 结果：12 (1100 二进制 = 8 + 4 = 12)
• 代码验证：

print(4 | 8)  # 输出： 12

四、 移位运算：高效乘除的秘诀！

1. 移位运算直接移动二进制位的位置，效率远高于普通乘除法。

• 左移位运算符 (<<)：低位补0，相当于乘2
• 规则： 将数字的二进制表示向左移动指定的位数。移出的高位丢弃，低位用0填充。
• 效果： 每左移1位，相当于原数乘以2。
• 示例 (4 << 1)：
• 4 的二进制 (8位)：0000 0100
• 左移1位： 0000 1000 (高位0移出丢弃，低位补0)
• 结果：8 (1000 二进制 = 8) -> 4 * 2 = 8
• 示例 (4 << 2)：
• 左移2位： 0001 0000 (移2位，低位补2个0)
• 结果：16 (10000 二进制 = 16) -> 4 * 4 = 16
• 代码验证：

print(4 << 1)  # 输出： 8  (4 * 2)
print(4 << 2)  # 输出： 16 (4 * 4)

2. 右移位运算符 (>>)：高位补0，相当于除2（向下取整）

• 规则： 将数字的二进制表示向右移动指定的位数。移出的低位丢弃，高位用0填充（对于正数）。
• 效果： 每右移1位，相当于原数除以2（向下取整）。
• 示例 (4 >> 1)：
• 4 的二进制 (8位)：0000 0100
• 右移1位： 0000 0010 (低位0移出丢弃，高位补0)
• 结果：2 (10 二进制 = 2) -> 4 / 2 = 2
• 示例 (4 >> 2)：
• 右移2位： 0000 0001 (移2位，高位补2个0)
• 结果：1 (1 二进制 = 1) -> 4 / 4 = 1
• 代码验证：

print(4 >> 1)  # 输出： 2 (4 / 2)
print(4 >> 2)  # 输出： 1 (4 / 4)

总结：

• & (按位与)： 同1则1。
• | (按位或)： 有1则1。
• << (左移)： a << n 等价于 a * (2 ** n)，高效实现乘以2的n次方。
• >> (右移)： a >> n 等价于 a // (2 ** n) (对于正数)，高效实现除以2的n次方（向下取整）。

掌握位运算，尤其是高效的移位操作，能让你写出性能更优的Python代码！特别是在处理底层、算法优化或性能敏感场景时非常有用。快动手试试吧！