布尔运算符与位运算符-IT科技

摘要：问题描述：我对何时应使用布尔运算符和按位运算符感到困惑and对比&or对比|有人可以告诉我什么时候该使用哪一个，以及什么时候使用哪一个会对我的结果产生影响吗？解决方案 1：以下是一些指导原则：布尔运算符通常用于布尔值，但按位运算符通常用于整数值。布尔运算符是短路的，但按位运算符不是短路的。短路行为在如...

问题描述：

我对何时应使用布尔运算符和按位运算符感到困惑

and对比&
or对比|

有人可以告诉我什么时候该使用哪一个，以及什么时候使用哪一个会对我的结果产生影响吗？

解决方案 1：

以下是一些指导原则：

布尔运算符通常用于布尔值，但按位运算符通常用于整数值。
布尔运算符是短路的，但按位运算符不是短路的。

短路行为在如下表达式中很有用：

if x is not None and x.foo == 42:
    # ...

这在使用位运算符时无法正确工作&，因为两边始终会被求值，从而得到AttributeError: 'NoneType' object has no attribute 'foo'。使用布尔and运算符时，如果第一个表达式为 False，or则不会求第二个表达式的值。同样，如果第一个表达式为 True，则不会求第二个参数的值。

解决方案 2：

这里有一个进一步的区别，刚才让我困惑了一段时间：因为&（和其他按位运算符）比（和其他布尔运算符）具有更高的优先级and，所以以下表达式计算出不同的值：

0 < 1 & 0 < 2

相对

0 < 1 and 0 < 2

即，第一个结果是False，因为它等同于0 < (1 & 0) < 2，因此0 < 0 < 2，因此0 < 0 and 0 < 2。

解决方案 3：

理论上，and和or直接来自布尔逻辑（因此对两个布尔值进行运算以产生一个布尔值），而&和|将布尔值和/或应用于整数的各个位。关于后者究竟如何工作，这里有很多问题。

以下是可能影响结果的实际差异：

and并且or短路，例如True or sys.exit(1)不会退出，因为对于第一个操作数（True or ...，False and ...）的某个值，第二个操作数不会改变结果，因此不需要进行评估。但是，|并且&不短路 -True | sys.exit(1)会将您赶出 REPL。
&和|是常规运算符，可以重载，而and和or被融入语言中（尽管强制转换为布尔值的特殊方法可能会有副作用）。
- 这也适用于其他一些具有运算符重载的语言
andandor返回操作数的值，而不是Trueor False。这不会改变条件中的布尔表达式的含义 - 1 or Trueis 1，但1也是 true。但它曾经被用来模拟条件运算符（cond ? true_val : false_val在 C 语法中，true_val if cond else false_val在 Python 中）。对于&and |，结果类型取决于操作数如何重载相应的特殊方法（True & Falseis False，99 & 7is 3，对于集合则是并集/交集……）。
- 这也适用于其他一些语言，如 Ruby、Perl 和 Javascript

但即使例如a_boolean & another_boolean可以相同地工作，正确的解决方案是使用and- 仅仅因为and和or与布尔表达式和条件相关，而&和|代表位摆弄。

解决方案 4：

如果您尝试在中进行逐元素布尔运算numpy，答案会有所不同。您可以使用&和|进行逐元素布尔运算，但and和or将返回值错误。

为了安全起见，您可以使用numpy 逻辑函数。

np.array([True, False, True]) | np.array([True, False, False])
# array([ True, False,  True], dtype=bool)

np.array([True, False, True]) or np.array([True, False, False])
# ValueError: The truth value of an array with more than one element is ambiguous. Use a.any() or a.all()

np.logical_or(np.array([True, False, True]), np.array([True, False, False]))
# array([ True, False,  True], dtype=bool)

解决方案 5：

一般规则是使用适当的运算符来处理现有的操作数。对布尔操作数使用布尔（逻辑）运算符，对（更宽的）整数操作数使用位运算符（注意：False相当于0，True相当于1）。唯一“棘手”的情况是将布尔运算符应用于非布尔操作数。
让我们举一个简单的例子：vs.。
5 & 7 5 and 7

对于按位与（&），事情非常简单：

5     = 0b101
7     = 0b111
-----------------
5 & 7 = 0b101 = 5 (= 7 & 5)

对于逻辑与，以下是[Python.Docs]: 布尔运算所述（重点是我的）：

请注意，and 和or都不会限制它们返回的值和类型为False和True，而是返回最后评估的参数。

例子：

>>> 5 and 7
7
>>> 7 and 5
5

当然，同样适用于| 与 or 。

解决方案 6：

名字里就暗示了：

布尔运算符用于执行逻辑运算（编程和形式逻辑中常见的真值测试）
位运算符用于“位操作”（对字节和数字数据类型中的位进行低级操作）

尽管使用按位运算符执行逻辑运算是可能的，而且有时确实是可取的（通常是出于效率原因），但通常应避免将它们用于此类目的，以防止出现细微的错误和不必要的副作用。

如果您需要操作位，那么位运算符就是专门为该目的而设计的。有趣的书：Hackers Delight包含一些很酷且真正有用的示例，说明了使用位操作可以实现哪些功能。

解决方案 7：

布尔运算是逻辑运算。

按位运算是对二进制位的运算。

按位运算：

>>> k = 1
>>> z = 3
>>> k & z  
1
>>> k | z  
3

操作：

AND &：如果两位均为 1，则为 1，否则为 0
或|：如果任一位为 1，则为 1，否则为 0
XOR ^：如果位不同则为 1，如果位相同则为 0
NOT ~'：翻转每一位

按位运算的一些用途：

设置和清除位

布尔运算：

>>> k = True
>>> z = False
>>> k & z  # and
False
>>> k | z  # or
True
>>>

解决方案 8：

布尔“and”与按位“&”：

伪代码/Python帮助我理解了它们之间的区别：

def boolAnd(A, B):
    # boolean 'and' returns either A or B
    if A == False:
        return A
    else:
        return B

def bitwiseAnd(A , B):
    # binary representation (e.g. 9 is '1001', 1 is '0001', etc.)

    binA = binary(A)
    binB = binary(B)



    # perform boolean 'and' on each pair of binaries in (A, B)
    # then return the result:
    # equivalent to: return ''.join([x*y for (x,y) in zip(binA, binB)])

    # assuming binA and binB are the same length
    result = []
    for i in range(len(binA)):
      compar = boolAnd(binA[i], binB[i]) 
      result.append(compar)

    # we want to return a string of 1s and 0s, not a list

    return ''.join(result)

解决方案 9：

逻辑运算

通常用于条件语句。例如：

if a==2 and b>10:
    # Do something ...

意思是如果两个条件（a==2和b>10）同时为真，则可以执行条件语句体。

按位运算

用于数据操作和提取。例如，如果要提取整数的四个 LSB（最低有效位），可以执行以下操作：

p & 0xF