Что делает оператор каретки (^) в Python?

Сегодня я наткнулся на оператор каретки в Python и, попробовав его, получил следующий результат:

>>> 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
>>>

Похоже на 8, так что я предполагаю какую-то операцию с байтами? Я не могу найти много информации об этих поисковых сайтах, 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?

Это побитовое XOR (исключающее ИЛИ).

Результатом является истина, если один (и только один) из операндов (оценивается как истина).

Демонстрировать:

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

Чтобы объяснить один из ваших примеров:

>>> 8^3
11

Подумайте об этом таким образом:

1000 # 8 (двоичный)
0011 # 3 (двоичный)
---- # ПРИМЕНИТЬ XOR ('вертикально')
1011 # результат = 11 (двоичный)

При необходимости он вызывает метод объекта __xor__()or __rxor__(), который для целочисленных типов выполняет побитовое исключающее ИЛИ.

Это побитовое исключающее ИЛИ. Бинарные побитовые операторы описаны в главе 5 Справочника по языку Python .

Вообще говоря, этот символ ^является инфиксной версией методов __xor__или __rxor__. Какие бы типы данных не помещались справа и слева от символа, эта функция должна реализовываться совместимым образом. Для целых чисел это обычная XORоперация, но, например, нет встроенного определения функции для типа floatс 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 заключается в том, что вы можете переопределить это поведение в своем собственном классе. Например, в некоторых языках ^символ означает возведение в степень. Вы можете сделать это так, в качестве одного примера:

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

Потом что - то , как это будет работать, и теперь, за исключением случаев Fooтолько , то ^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

Когда вы используете ^оператор, за кулисами __xor__вызывается метод .

a^bэквивалентно a.__xor__(b).

Кроме того, a ^= bэквивалентно a = a.__ixor__(b)(где __xor__используется как резервный вариант, когда __ixor__неявно вызывается через using, ^=но не существует).

В принципе, что __xor__есть, полностью зависит от его реализации. Распространенные варианты использования Python:

• Симметричная разность наборов (все элементы присутствуют только в одном из двух наборов)

Демо:

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

• Побитовое неравенство для битов двух целых чисел

Демо:

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

Объяснение:

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