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。
bitwise_and
bitwise_and() 函数对数组中整数的二进制形式执行位与运算。
实例
importnumpyasnpprint('13 和 17 的二进制形式：')a,b=13,17print(bin(a),bin(b))print('\n')print('13 和 17 的位与：')print(np.bitwise_and(13,17))
输出结果为：
13 和 17 的二进制形式：
0b1101 0b10001
13 和 17 的位与：
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
位与操作运算规律如下：
A
B
AND
1
1
1
1
0
0
0
1
0
0
0
0
bitwise_or
bitwise_or()函数对数组中整数的二进制形式执行位或运算。
实例
importnumpyasnpa,b=13,17print('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))
输出结果为：
13 和 17 的二进制形式：
0b1101 0b10001
13 和 17 的位或：
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
位或操作运算规律如下：
A
B
OR
1
1
1
1
0
1
0
1
1
0
0
0
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。
对于有符号整数，取该二进制数的补码，然后 +1。二进制数，最高位为0表示正数，最高位为 1 表示负数。
看看 ~1 的计算步骤：
将1(这里叫：原码)转二进制 ＝ 00000001
按位取反 ＝11111110
发现符号位(即最高位)为1(表示负数)，将除符号位之外的其他数字取反 ＝ 10000001
末位加1取其补码 ＝ 10000010
转换回十进制 ＝ -2
表达式二进制值(2 的补数)十进制值
500000000 00000000 00000000 00000105
~511111111 11111111 11111111 11111010
-6
实例
importnumpyasnpprint('13 的位反转，其中 ndarray 的 dtype 是 uint8：')print(np.invert(np.array([13],dtype=np.uint8)))print('\n')# 比较 13 和 242 的二进制表示，我们发现了位的反转print('13 的二进制表示：')print(np.binary_repr(13,width=8))print('\n')print('242 的二进制表示：')print(np.binary_repr(242,width=8))
输出结果为：
13 的位反转，其中 ndarray 的 dtype 是 uint8：
[242]
13 的二进制表示：
00001101
242 的二进制表示：
11110010
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。
实例
importnumpyasnpprint('将 10 左移两位：')print(np.left_shift(10,2))print('\n')print('10 的二进制表示：')print(np.binary_repr(10,width=8))print('\n')print('40 的二进制表示：')print(np.binary_repr(40,width=8))# '00001010' 中的两位移动到了左边，并在右边添加了两个 0。
输出结果为：
将 10 左移两位：
40
10 的二进制表示：
00001010
40 的二进制表示：
00101000
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。
实例
importnumpyasnpprint('将 40 右移两位：')print(np.right_shift(40,2))print('\n')print('40 的二进制表示：')print(np.binary_repr(40,width=8))print('\n')print('10 的二进制表示：')print(np.binary_repr(10,width=8))# '00001010' 中的两位移动到了右边，并在左边添加了两个 0。
输出结果为：
将 40 右移两位：
10
40 的二进制表示：
00101000
10 的二进制表示：
00001010
