【Python编程日志】Python运算符进阶：位 | 成员

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文章目录

- 📋前言
- 一、位运算符
- - [1.1 定义](#1.1 定义)
  - - [1）按位与 &](#1）按位与 &)
    - [2）按位或 |](#2）按位或 |)
    - [3）按位异或 ^](#3）按位异或 ^)
    - [4）按位取反 ~](#4）按位取反 ~)
    - [5）左移 <<](#5）左移 <<)
    - [6）右移 >>](#6）右移 >>)
  - [1.2 位运算实用小技巧](#1.2 位运算实用小技巧)
- 二、成员运算符
- - [2.1 定义](#2.1 定义)
  - [2.2 各类容器代码示例](#2.2 各类容器代码示例)
  - [2.3 拓展使用说明](#2.3 拓展使用说明)
- 三、身份运算符
- - [3.1 定义](#3.1 定义)
  - [3.2 核心区分：is 和 ==](#3.2 核心区分：is 和 ==)
  - [3.3 id() 内置函数查看内存地址](#3.3 id() 内置函数查看内存地址)
  - [3.4 常用场景：判断None必须用is](#3.4 常用场景：判断None必须用is)
- 四、运算符优先级总表
- 全文总结

📋前言

上一篇文章我们讲解了算术、赋值、比较、逻辑四类基础运算符，覆盖日常开发最常用的数值计算与条件判断场景。本篇继续补齐 Python 剩余三类进阶运算符：位运算符、成员运算符、身份运算符。

一、位运算符

1.1 定义

位运算的操作对象是整数类型，它会将数字转换为二进制形式，然后对每一位（0 或 1）进行逐位计算，最后返回一个新的整数值。

运算符	名称	运算逻辑
`&`	按位与	同位均为1，结果位为1，否则为0
`	`	按位或
`^`	按位异或	同位数字不同则为1，相同则为0
`~`	按位取反	所有比特位0、1互换（单目运算符）
`<<`	左移	二进制整体左移，右侧低位补0
`>>`	右移	二进制整体右移，左侧补充符号位

前置知识：Python 整数底层以补码形式存储，以下示例默认使用 8 位二进制方便理解和演示。

先定义两个变量，统一演示：

python 复制代码

a = 6   # 二进制 0000 0110
b = 3   # 二进制 0000 0011

1）按位与 &

复制代码

  0000 0110
& 0000 0011
------------
  0000 0010  → 十进制 2

python 复制代码

print(a & b)  # 2

实用技巧：n & 1 判断数字奇偶，结果为1是奇数，0是偶数。

2）按位或 |

复制代码

  0000 0110
| 0000 0011
------------
  0000 0111  → 十进制 7

python 复制代码

print(a | b)  # 7

3）按位异或 ^

复制代码

  0000 0110
^ 0000 0011
------------
  0000 0101  → 十进制 5

python 复制代码

print(a ^ b)  # 5

核心特性：

x ^ x = 0
x ^ 0 = x

常用场景：不借助临时变量交换两个数字、简单数据加密。

4）按位取反 ~

计算公式：~x = -x - 1

示例：~6 = -6 - 1 = -7

复制代码

~ 0000 0110
------------
  1111 1001  → 十进制 -7

python 复制代码

print(~a) # -7

5）左移 <<

二进制整体左移n位，左侧溢出位舍弃，右侧补0；数学等价：数值 × 2ⁿ

复制代码

   0000 0110
<<         1
------------
   0000 1100  → 12

python 复制代码

print(a << 1)  # 12

6）右移 >>

算术右移规则：二进制整体右移n位，右侧溢出舍弃；正数高位补0，负数高位补1（保证符号不变）；数学等价：数值 ÷ 2ⁿ（向下取整）

复制代码

   1111 1010
>>         1
------------
   1111 1101  → -3

python 复制代码

print(a >> 1)   # 3
print(-a >> 1)  # -3

1.2 位运算实用小技巧

n & 1 快速判断数字奇偶；
移位 <</>> 替代 *2//2，底层运算速度更快；
异或交换两数，无需中间变量：

python 复制代码

x, y = 3, 6
x = x ^ y
y = x ^ y
x = x ^ y
print(x, y)  # 6 3

二、成员运算符

2.1 定义

成员运算符用于检测元素是否存在于字符串、列表、元组、集合、字典等容器序列中，返回布尔值 True/False。

运算符	作用
`in`	元素存在于容器，返回True；不存在返回False
`not in`	元素不存在于容器，返回True；存在返回False

2.2 各类容器代码示例

（1）列表、元组

python 复制代码

# 列表
lst = [10, 20, 30]
print(20 in lst)       # True
print(40 in lst)       # False
print(40 not in lst)   # True

# 元组
tup = (1, 2, 3)
print(1 in tup)        # True

（2）字符串（匹配子串，区分大小写）

python 复制代码

s = "hello python"
print("python" in s)   # True
print("java" in s)     # False
print("h" not in s)    # False
print("A" in "abc")    # False 大小写严格匹配

（3）集合

python 复制代码

se = {5, 6, 7}
print(6 in se)         # True

（4）字典：仅检测键，不检测值

如需判断值是否存在，调用 .values()：

python 复制代码

dic = {"name": "Tom", "age": 18}
print("name" in dic)          # True，匹配字典键
print(18 in dic)              # False，不会匹配value
print(18 in dic.values())     # True，检测字典值

2.3 拓展使用说明

常规场景：搭配if条件判断

python 复制代码

nums = [1,2,3,4]
n = 3
if n in nums:
    print("存在该元素")
else:
    print("不存在该元素")

嵌套容器仅匹配顶层元素

python 复制代码

a = [[1,2], 3]
print(1 in a)    # False，1是子列表内部元素
print([1,2] in a)# True，[1,2]是顶层元素

优先级：成员运算符优先级低于比较运算符，高于逻辑运算符。

三、身份运算符

3.1 定义

身份运算符对比两个变量的内存地址 ，判断二者是否指向同一个内存对象，和单纯对比数值的 == 有本质区别。

运算符	作用
`is`	两个变量内存地址完全一致（同一对象），返回True
`is not`	两个变量内存地址不同（独立对象），返回True

3.2 核心区分：is 和 ==

==：仅对比两个变量存储的值是否相等；
is：对比两个变量的内存地址，判断是否为同一个对象。

示例1：数值相等，但属于两个独立对象

python 复制代码

a = [1, 2, 3]
b = [1, 2, 3]
print(a == b)   # True，列表内容完全一致
print(a is b)   # False，两块独立内存，地址不同

示例2：变量引用同一内存对象

python 复制代码

c = a          # c直接引用a的内存地址
print(c is a)  # True
print(c == a)  # True

3.3 id() 内置函数查看内存地址

id(变量) 会返回对象唯一内存编号，直观验证 is 判断逻辑：

python 复制代码

a = [1,2]
b = [1,2]
print(f"a 的地址: {id(a)}")
print(f"b 的地址: {id(b)}")
print(a is b)  # 地址不同 → False

c = a
print(f"c 的地址: {id(c)}")
print(c is a)  # 地址相同 → True

3.4 常用场景：判断None必须用is

开发规范中，判断变量是否为空值 None，统一使用 is / is not，不使用 ==：

python 复制代码

num = None
if num is None:
    print("变量为空")

if num is not None:
    print("变量不为空")

四、运算符优先级总表

数字越小代表优先级越高，同级运算符遵循对应结合性；逻辑混乱时直接添加括号 () 强制划分计算顺序。

优先级序号	运算符分类	运算符	结合性
1（最高）	括号	`()`	无
2	幂运算	`**`	右结合
3	单目运算符	`+x` `-x` `~x`	右结合
4	乘除算术	`*` `/` `//` `%`	左结合
5	加减算术	`+` `-`	左结合
6	移位运算	`<<` `>>`	左结合
7	按位与	`&`	左结合
8	按位异或	`^`	左结合
9	按位或	`	`
10	比较/身份/成员	`>` `>=` `<` `<=` `==` `!=` `is` `is not` `in` `not in`	左结合
11	逻辑非	`not`	右结合
12	逻辑与	`and`	左结合
13	逻辑或	`or`	左结合
14（最低）	赋值运算符	`=` `+=` `-=` `=` `/=` `//=` `%=` `*=`	右结合

补充说明：

结合性释义：
- 左结合：同级运算符从左至右依次计算；
- 右结合：同级运算符从右至左依次计算；
开发建议：复杂多层表达式不要依赖优先级记忆，使用括号拆分，代码可读性更强、减少逻辑bug。

全文总结

本文完整讲解Python三类进阶运算符：

位运算符：基于二进制补码逐位运算，提供奇偶判断、快速乘除、异或交换变量等高效开发技巧；
成员运算符 ：in/not in可检测容器内元素，字典仅默认检索键，嵌套容器仅匹配顶层对象；
身份运算符 ：is对比内存地址，和仅对比数值的==本质不同，判空None规范使用is None；

今天的干货分享到这里就结束啦！如果觉得文章还可以的话，希望能给个三连支持一下，聆风吟的主页还有很多有趣的文章，欢迎小伙伴们前去点评，您的支持就是作者前进的最大动力！

【Python编程日志】Python运算符进阶：位 | 成员 | 身份运算符

文章目录

📋前言

一、位运算符

1.1 定义

1）按位与 &

2）按位或 |

3）按位异或 ^

4）按位取反 ~

5）左移 <<

6）右移 >>

1.2 位运算实用小技巧

二、成员运算符

2.1 定义

2.2 各类容器代码示例

（1）列表、元组

（2）字符串（匹配子串，区分大小写）

（3）集合

（4）字典：仅检测键，不检测值

2.3 拓展使用说明

三、身份运算符

3.1 定义

3.2 核心区分：is 和 ==

3.3 id() 内置函数查看内存地址

3.4 常用场景：判断None必须用is

四、运算符优先级总表

全文总结