10、numpy——位运算

NumPy 位运算

NumPy "bitwise_" 开头的函数是位运算函数。

NumPy 位运算包括以下几个函数：

函数	描述
bitwise_and	对数组元素执行位与操作
bitwise_or	对数组元素执行位或操作
invert	按位取反
left_shift	向左移动二进制表示的位
right_shift	向右移动二进制表示的位

注：也可以使用 "&"、 "~"、 "|" 和 "^" 等操作符进行计算。

1、bitwise_and

bitwise_and() 函数对数组中整数的二进制形式执行位与运算。

 import numpy as np
 print('13 和 17 的二进制形式：')
 a, b = 13, 17
 print(type(a))
 print(bin(a), bin(b))
 print('13 和 17 的位与：')
 print(np.bitwise_and(13, 17))
 print(a & b)

执行结果：

 13 和 17 的二进制形式：
 <class 'int'>
 0b1101 0b10001
 13 和 17 的位与：
 1
 1

以上实例可以用下表来说明：

		1	1	0	1
AND
	1	0	0	0	1
运算结果	0	0	0	0	1

2、bitwise_or

bitwise_or()函数对数组中整数的二进制形式执行位或运算

 import numpy as np
 a, b = 13, 17
 print('13 和 17 的二进制形式：')
 print(bin(a), bin(b))
 print('13 和 17 的位或：')
 print(np.bitwise_or(13, 17))
 print(a | b)

执行结果

13 和 17 的二进制形式：
0b1101 0b10001
13 和 17 的位或：
29
29

以上实例可以用下表来说明：

		1	1	0	1
OR
	1	0	0	0	1
运算结果	1	1	1	0	1

3、invert

invert() 函数对数组中整数进行位取反运算，即 0 变成 1，1 变成 0。

 import numpy as np
 print('13 的二进制表示：')
 print(np.binary_repr(13, width=8))
 print('242 的二进制表示：')
 print(np.binary_repr(242, width=8))
 print('13 的位反转，其中 ndarray 的 dtype 是 uint8：')
 print(np.invert(np.array([13], dtype=np.uint8)))

执行结果：

13 的二进制表示：
00001101
242 的二进制表示：
11110010
13 的位反转，其中 ndarray 的 dtype 是 uint8：
[242]

4、left_shift

left_shift() 函数将数组元素的二进制形式向左移动到指定位置，右侧附加相等数量的 0。

 import numpy as np
 print('10 的二进制表示：')
 print(np.binary_repr(10, width=8))
 print('40 的二进制表示：')
 print(np.binary_repr(40, width=8))
 print('将 10 左移两位：')
 print(np.left_shift(10, 2))
 print('\n')

执行结果：

10 的二进制表示：
00001010
40 的二进制表示：
00101000
将 10 左移两位：
40

5、right_shift

right_shift() 函数将数组元素的二进制形式向右移动到指定位置，左侧附加相等数量的 0。

 import numpy as np
 print('40的二进制表示：')
 print(np.binary_repr(40, width=8))
 print('10的二进制表示：')
 print(np.binary_repr(10, width=8))
 print('将40右移两位：')
 print(np.right_shift(40, 2))

执行结果：

import numpy as np
print('40的二进制表示：')
print(np.binary_repr(40, width=8))
print('10的二进制表示：')
print(np.binary_repr(10, width=8))
print('将40右移两位：')
print(np.right_shift(40, 2))