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本篇文章介绍了 Python 中的位掩码，并演示了如何使用按位运算符（例如 AND、OR、NOT 等）执行位掩码。

Python 中的位掩码简介

位掩码是几乎所有编程语言的通用概念； 基本上，它只是一个变量，可以帮助您进行按位运算，并有助于深入理解和操作值的位，比如说整数值。

它还有助于将值压缩为更小、更高效的版本，从而减少内存使用和位操作。 在计算机中，每条数据或信息都以较低级别的位存储。

该位只能处于两种状态，0（假）或 1（真），特定的组合具有特定的含义。

让我们看一个例子来理解 Python 中的位掩码概念。

# convert 8 into binary format --> 1000
bindata = format(8, "b")
print(bindata)

输出:

1000

在上面的示例中，我们将十进制整数 8 转换为二进制形式，相当于 1000。现在，我们可以更深入地与 8 进行交互并操作它的每一位。

这就是位掩码概念的用武之地。 但是，首先让我们看一个如何与二进制位交互的示例。

示例代码：

bin_a = int(format(8, "b")) # 1000
bin_b = int(format(1, "b")) # 0001 or 1

        # 1000 (8)
        # 0001 (1) OR (|) Bitwise Operator
        # -----
        # 1001 (9)

print(f"bin_ a = {bin_a}")
print(f"bin_ b =  {bin_b}")
print(f"The OR (SUM) of bin_a and bin_b = {(bin_a | bin_b)}")

输出:

bin_ a = 1000
bin_ b =  1
The OR (SUM) of bin_a and bin_b = 1001

在上面的代码栅栏中，我们使用了按位运算符OR表示为|，它用于将二进制值逐位相加。

Python 中的按位运算符

位运算符执行任何整数类型short、byte、long、char、int 等的逐位运算。有不同的位运算符，每个都有特定的用例。

• 按位或|
• 按位与&
• 按位异或 ^
• 按位求补 ~

OR 运算符是一种按位运算符，表示为 |，它对两个或多个值进行逐位操作，并在至少一个值为 true 或 false 时返回 true。

以下是两个值的 OR (|) 的基本结构：

示例代码:

### Bitwise operator OR (|)

a = int(format(5, "b")) # 101
b = int(format(4, "b")) # 100

        # 101 (5)
        # 100 (4)  OR (|) Bitwise Operator
        # ------
        # 101 (5)

print(f"a = {a}\nb = {b}")
print("a & b = ", (a | b)) # 101

输出:

a = 101
b = 100
a & b =  101

AND 运算符是按位运算符，表示为 &，它对两个或多个值进行逐位计算，如果两个值都为 true，则返回 true； 否则为假。

这是两个值的 AND (&) 的基本结构：

示例代码

# Bitwise operator AND (&)

a = int(format(5, "b")) # 101
b = int(format(4, "b")) # 100

        # 101 (5)
        # 100 (4)  AND (&) Bitwise Operator
        # -----
        # 100 (4)

print(f"a = {a}\nb = {b}")
print("a & b = ", (a & b)) # 100

输出:

a = 101
b = 100
a & b =  100

它是一个二元运算符，用^表示，当给定的两个值相同时，无论是true还是false，它都返回false； 否则，它将返回true。

XOR运算符的基本结构如下：

示例代码

 # Bitwise operator XOR (^)

a = int(format(7, "b")) # 101
b = int(format(4, "b")) # 100

        # 111 (7)
        # 100 (4)  XOR (^) Bitwise Operator
        # ------
        # 011 (3)

print(f"a = {a}\nb = {b}")
print("a ^ b = ", (a ^ b)) # 011 or 11 

输出:

a = 111
b = 100
a ^ b =  11

按位求补 (~) 是一个一元运算符，称为 NOT 运算符。 NOT 运算符反转值的位模式。

NOT 运算符的基本结构是：

让我们通过下面的例子来了解 NOT (~) 的概念。

# Bitwise operator NOT (~)

a = int(format(0, "b"))

print(f"a = {a}")
print(f"The Complement of a = {~a}")

输出:

a = 0
The Complement of a = -1