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：
import numpy as np
print('13和17的二进制形式：')
a,b = 13,17
print(bin(a),bin(b))
print('\n')
print('13和17的位与：')
print(np.bitwise_and(13,17))
输出结果为：
import numpy as np
print('13和17的二进制形式：')
a,b = 13,17
print(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：
bitwise_or
bitwise_or()函数对数组中整数的二进制形式执行位或运算。
import numpy as np
a,b = 13,17
print('13和17的二进制形式：')
print(bin(a),bin(b))
print('\n')
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：
位或操作运算规律如下：
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
实例
import numpy as np
print('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。
import numpy as np
print('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。
import numpy as np
print('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
