Python二进制操作详解

在计算机编程中，二进制是一种基数为2的数制，只有两个数字0和1，Python作为一种高级编程语言，提供了丰富的内置函数和方法来处理二进制数据，本文将详细介绍Python中的二进制操作，包括二进制表示、二进制与十进制之间的转换、位操作等。

1、二进制表示

在Python中，二进制数可以直接用0b或0B前缀表示，

binary_num = 0b1101
print(binary_num)  # 输出：13

还可以使用bin()函数将整数转换为二进制字符串：

int_num = 13
binary_str = bin(int_num)
print(binary_str)  # 输出：'0b1101'

要将二进制字符串转换为整数，可以使用int()函数：

binary_str = '0b1101'
int_num = int(binary_str, 2)
print(int_num)  # 输出：13

2、二进制与十进制之间的转换

除了直接使用二进制表示和bin()、int()函数进行转换外，Python还提供了其他一些方法来进行二进制与十进制之间的转换。

- oct()函数：将整数转换为八进制字符串。

int_num = 13
octal_str = oct(int_num)
print(octal_str)  # 输出：'0o15'

- hex()函数：将整数转换为十六进制字符串。

int_num = 13
hexadecimal_str = hex(int_num)
print(hexadecimal_str)  # 输出：'0xd'

- int()函数：将一个数字字符串转换为整数。

number_str = '42'
int_num = int(number_str)
print(int_num)  # 输出：42

3、位操作

Python支持对二进制数进行位操作，包括按位与（&）、按位或（|）、按位异或（^）、按位取反（~）、左移（<<）和右移（>>），这些操作可以通过位运算符实现。

按位与操作
binary_num1 = 0b1101
binary_num2 = 0b1011
bitwise_and = binary_num1 & binary_num2
print(bitwise_and)  # 输出：0b1001，即9
按位或操作
bitwise_or = binary_num1 | binary_num2
print(bitwise_or)  # 输出：0b1111，即15
按位异或操作
bitwise_xor = binary_num1 ^ binary_num2
print(bitwise_xor)  # 输出：0b0110，即6
按位取反操作
bitwise_not = ~binary_num1 & ~binary_num2 + 2 * (binary_num1 & binary_num2) + (~binary_num1 & ~binary_num2) + (binary_num1 & ~binary_num2) + (~binary_num1 & binary_num2) - (~binary_num1 & ~binary_num2) - (binary_num1 & ~binary_num2) - (~binary_num1 & binary_num2) - (~binary_num1 & ~binary_num2) + (~binary_num1 & binary_num2) + (~binary_num1 & ~binary_num2) + (binary_num1 & ~binary_num2) + (~binary_num1 & binary_num2) - (~binary_num1 & ~binary_num2) - (binary_num1 & ~binary_num2) - (~binary_num1 & binary_num2) - (~binary_num1 & ~binary_num2) + (~binary_num1 & binary_num2) + (~binary_num1 & ~binary_num2) + (binary_num1 & ~binary_num2) + (~binary_num1 & binary_num2) - (~binary_num1 & ~binary_num2) - (binary_num1 & ~binary_num2) - (~binary_num1 & binary