Pythonには他のプログラミング言語と同様、ビット演算子があります。
ビット演算子は整数にしか適用できません。
ここでは整数を表すのに少ない桁数の2進数を使っていますが、実際の整数型は多くのビットを持っています。そしてコンピューターは負の整数を表すのに2の補数表現を使うことを知っている必要があります。
ビット論理演算子
Pythonのビット論理演算子には次のものがあります。これらはビット単位で論理演算を実行します。
- &
- 論理積（AND）
- |
- 論理和（OR）
- ^
- 排他的論理和（XOR）
- ~
- ビット反転
それぞれの演算はビット単位で次のようになります。
| 左側被演算子 | 右側被演算子 | 論理積の結果 |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
論理積では両方の被演算子が1のときだけ結果は1になります。
| 左側被演算子 | 右側被演算子 | 論理和の結果 |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 1 | 1 |
論理和は少なくと一方の被演算子が1なら結果は1になります。
| 左側被演算子 | 右側被演算子 | 排他的論理和の結果 |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 1 | 0 |
排他的論理和はいずれか一方の被演算子が1のときに結果は1になります。
| 被演算子 | ビット反転の結果 |
|---|---|
| 0 | 1 |
| 1 | 0 |
ビット反転は1なら0、0なら1になります。
0b0101（10進数で5）と0b0011（10進数で3）でのそれぞれの演算結果は次のようになります。
>>> 0b0101 & 0b0011 1 >>> 0b0101 | 0b0011 7 >>> 0b0101 ^ 0b0011 6 >>> ~ 0b0 -1
論理積の演算では結果は1（0b0001）、論理和での結果は7（0b0111）、排他的論理和での結果は6（0b0110）となります。0b0（10進数で0）はすべてのビットが0ですので、これを反転するとすべてにビットが1（つまり-1）になります。
ビットシフト演算子
シフト演算子には次のものがあります。
- <<
- 左シフト
- >>
- 右シフト
シフト演算はビットの桁を移動する操作です。
>>> 0b0001 << 2 4
2番目の被演算子は何桁シフトするかを指定します。この例では2桁左シフトするので結果は4（0b0100）になります。左シフトした後の空いた最下位のビットには0が充填されます。
>>> 0b0100 >> 2 1
右シフトの演算は右へビットをシフトします。右シフト演算では符号はそのまま保持するようにシフトします。つまり、2の補数表現で最上位ビットは符号を表す（正なら0、負なら1）ので、シフトした後の空いた最上位ビットには正なら0、負なら1が充てんされます。