python 二进制的运算

### Python 中的二进制运算

#### 二进制值赋值给变量
在Python中，可以直接通过前缀`0b`将二进制数值赋予变量。例如：

binary_value = 0b1010  # 十进制中的10
print(binary_value)    # 输出十进制形式

此代码片段展示了如何定义并打印一个二进制数[^1]。

#### 二进制到其他进制转换
对于从二进制向八进制或其他进制转变的需求，在Python里可以通过内置函数轻松完成。比如要将二进制字符串转化为八进制整型数据，则可先将其转成整型再调用oct()函数处理:

binary_str = "0b1011"
decimal_num = int(binary_str, base=2)
octal_representation = oct(decimal_num)[2:]  
# 移除'0o'前缀得到纯八进制表示
print(octal_representation)  # 打印结果为 '13'

上述例子说明了怎样把二进制串变换成对应的八进制表达方式[^2].

#### 实现二进制移位算法
利用Python提供的位运算符能够方便地执行左/右移操作。下面是一个简单的实例展示如何应用这些运算符来进行移位计算:

number_to_shift = 8     # 被移动的目标数字(即二进制下的1000)

left_shifted_result = number_to_shift << 2  # 向左平移两位相当于乘以4
right_shifted_result = number_to_shift >> 1 # 向右平移一位等于除以2向下取整

print(f"Left shifted result is {bin(left_shifted_result)}")      # 结果应为'0b100000'(十六进制下就是32)
print(f"Right shifted result is {bin(right_shifted_result)}")     # 应该显示'0b100'(也就是4)

这里解释了使用位运算符<< 和>> 来改变指定数值的位置从而达到倍增或减半的效果[^3].

#### 使用按位逻辑运算符
除了基本的加减法之外，Python还支持多种类型的位级运算，包括但不限于AND(&), OR(|), NOT(~)，XOR(^). 下面给出几个具体的应用场景及其预期输出:

a = 5        # 对应于二进制序列'0101'
b = 9        # 表达为二进制则是'1001'

and_operation = a & b       # AND 操作会保留两个输入均为1的地方
or_operation = a | b        # OR 则会在任一位置上存在1时返回1
xor_operation = a ^ b       # XOR 返回那些仅在一个地方有差异之处设为1
not_a = ~a                  # NOT 是单目运算符用于翻转所有的比特位

print(bin(and_operation))   # 预期输出应该是'0b1',因为只有最低有效位相交.
print(bin(or_operation))    # 显示'0b1011'.
print(bin(xor_operation))   # 得到的是'0b1010'.
print(bin(not_a))           # 展示'-0b101'.注意负号的存在是因为补码机制所致.

以上部分介绍了几种常见的按位逻辑运算以及它们的作用效果[^4].