小敏学Python基础篇丨负数位运算的讲解
职场小敏老师2021-05-21 22:25
上一篇，我们一起学习了正数的位运算知识，本篇我们继续学习负数的位运算。
为了方便计算，假定使用8位机器数。这里我们先定义两个变量保存负数，并求得它们的原码、反码和补码，下文演示就直接使用变量：
定义变量a = -5,b = -7a的二进制原码：1000 0101,二进制反码为：1111 1010，二进制补码为：1111 1011b的二进制原码：1000 0111，二进制反码为：1111 1000，二进制补码为：1111 1001
01负数的按位与运算
按位与运算，“与”理解为“并且”的意思，即对应数位的两个数，第一个是1并且第二个也是1，结果才是1。求a&b的值？
我们先拿1111 1011与1111 1001 的首位比较，第一个数为1，并且第二个数也为1，那么结果记作1；然后再往右比较第二位，就这样依次比较完所有位，最后得到结果为：1111 1001。
注意这个结果是补码形式，需要转化为原码，再转化为十进制数。而求补码的原码，只需要对补码再求一次补码就可以了。
1111 1001的反码为1000 0110，补码为1000 0111，转化为十进制数为-7，也就是说a&b的结果是-7。黑窗口演示python运行结果如下：
负数的按位与运算演示02负数的按位或运算
按位或运算，“或”理解为“或者”的意思，即对应数位的两个数第一个是1，或者第二个是1，则结果是1。求a|b的值？
我们先拿1111 1011与1111 1001 的首位比较，第一个数为1，或者第二个数为1，那么结果记作1；然后再往右比较第二位，就这样依次比较完所有位，最后得到结果为：1111 1011。
同样地，需要求1111 1011的补码。先求反码为1000 0100，补码为1000 0101，转化为十进制数为-5，也就是说a|b的结果是-5。黑窗口演示python运行结果如下：
负数的按位或运算演示03负数的按位异或运算
按位异或运算，“异”理解为“不同”的意思，即对应数位的两个数不相等则结果为1。求a^b的值？
我们先拿1111 1011与1111 1001 的首位比较，第一个数为1，第二个数为1，两数相同，记作0；然后再往右比较第二位，就这样依次比较完所有位，最后得到结果为：0000 0010。
同样地，需要求0000 0010的补码。而二进制数的最高位是符号位，0代表正数，1代表负数，而正数的原码和反码和补码相等，所以它的补码也是0000 0010，转化为十进制数就是2，也就是说a^b的结果是2。黑窗口演示python运行结果如下：
负数按位异或演示04负数的按位取反运算
按位取反运算，“反”理解为“相反”的意思，即二进制的所有数位1变为0,0变为1。求~a的值？
我们拿1111 1011取反得到0000 0100，同样地这个数也是补码，由于是正数，所以原码也是它，转化为十进制数是4，即~a的结果是4。黑窗口演示python运行结果如下：
负数按位取反运算演示好了，本期关于负数的位运算符的学习就结束了，各位友友学会了么？欢迎大家在评论区留言讨论交流。我是程序媛小敏，持续为您分享python知识干货。
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