Что делает оператор каретки (^) в Python?

Question

Сегодня я наткнулся на оператор каретки в python и, попробовав его, получил следующий вывод:

>>> 8^3
11
>>> 8^4
12
>>> 8^1
9
>>> 8^0
8
>>> 7^1
6
>>> 7^2
5
>>> 7^7
0
>>> 7^8
15
>>> 9^1
8
>>> 16^1
17
>>> 15^1
14
>>>

Кажется, он основан на 8, так что я предполагаю какую-то байтовую операцию? Я не могу найти много информации об этом поисковом сайте, кроме того, что он ведет себя странно для поплавков, есть ли у кого-нибудь ссылка на то, что делает этот оператор, или вы можете объяснить это здесь?

Answer 1

Это побитовое XOR (исключающее ИЛИ).

Это приводит к истине, если один (и только один) из операндов (оценивается как) истина.

Для демонстрации:

>>> 0^0
0
>>> 1^1
0
>>> 1^0
1
>>> 0^1
1

Чтобы объяснить один из ваших собственных примеров:

>>> 8^3
11

Подумайте об этом так:

1000  # 8 (binary)
0011  # 3 (binary)
----  # APPLY XOR ('vertically')
1011  # result = 11 (binary)

Answer 2

При необходимости вызывается метод __xor__() или __rxor__() объекта, который для целочисленных типов выполняет побитовое исключающее-или.

Answer 3

Это побитовый эксклюзив или. Бинарные побитовые операторы описаны в главе 5 Python Language Reference .

Answer 4

Вообще говоря, символ ^ является инфиксной версией __xor__ или __rxor__ методов. Независимо от того, какие типы данных размещены справа и слева от символа, эта функция должна реализовываться совместимым образом. Для целых чисел это обычная операция XOR, но, например, нет встроенного определения функции для типа float с типом int:

In [12]: 3 ^ 4
Out[12]: 7

In [13]: 3.3 ^ 4
---------------------------------------------------------------------------
TypeError                                 Traceback (most recent call last)
<ipython-input-13-858cc886783d> in <module>()
----> 1 3.3 ^ 4

TypeError: unsupported operand type(s) for ^: 'float' and 'int'

Одна из замечательных особенностей Python - вы можете переопределить это поведение в своем собственном классе. Например, в некоторых языках символ ^ означает возведение в степень. Вы можете сделать это таким образом, просто в качестве одного примера:

class Foo(float):
    def __xor__(self, other):
        return self ** other

Тогда что-то вроде этого будет работать, и теперь, для случаев Foo только , символ ^ будет означать возведение в степень.

In [16]: x = Foo(3)

In [17]: x
Out[17]: 3.0

In [18]: x ^ 4
Out[18]: 81.0

Answer 5

Когда вы используете оператор ^, за занавесом вызывается метод __xor__.

a^b эквивалентно a.__xor__(b).

Кроме того, a ^= b эквивалентно a = a.__ixor__(b) (где __xor__ используется как запасной вариант, когда __ixor__ неявно вызывается с использованием ^=, но не существует).

В принципе, то, что делает __xor__, полностью зависит от его реализации. Типичные случаи использования в Python:

• Симметричная разница наборов (все элементы представлены ровно в одном из двух наборов)

Демо-версия:

>>> a = {1, 2, 3}
>>> b = {1, 4, 5}
>>> a^b
{2, 3, 4, 5}
>>> a.symmetric_difference(b)
{2, 3, 4, 5}

• Битовое неравное для битов двух целых чисел

Демо-версия:

>>> a = 5
>>> b = 6
>>> a^b
3

Пояснение:

    101 (5 decimal)
XOR 110 (6 decimal)
-------------------
    011 (3 decimal)