Python 异或|极客教程

Python 异或

在Python中，异或（^）是一个位运算符，用于执行二进制异或操作。异或操作是一种常见的逻辑运算，用于比较两个二进制数字的位，如果相应的位不同，则结果为1，否则为0。在本文中，我们将详细讨论Python中的异或操作符及其用法。

异或操作符

在Python中，异或操作符（^）用于执行两个数的位异或运算。如果相应位相同，则结果为0，否则结果为1。下面是异或操作符的用法示例：

a = 5  # 二进制表示为101
b = 3  # 二进制表示为011

result = a ^ b
print(result)  # 输出2，二进制表示为010

在上面的示例中，我们将5和3进行异或操作，得到的结果为2。这是因为5的二进制表示为101，3的二进制表示为011，所以它们对应的二进制位分别是101和011，异或结果为010，即2。

异或的性质

异或操作有一些有趣的性质，这些性质使得它在很多情况下都非常有用。下面列举了一些异或的性质：

任何数和0异或的结果是它本身：a ^ 0 = a
任何数和自己异或的结果是0：a ^ a = 0
异或操作满足交换律和结合律：a ^ b = b ^ a，a ^ (b ^ c) = (a ^ b) ^ c
异或操作可以用来交换两个数的值：a ^= b; b ^= a; a ^= b

异或的应用

1. 交换两个数的值

通过异或操作，我们可以很容易地交换两个数的值，而无需使用临时变量。下面是一个交换两个数的值的示例：

a = 5
b = 3

a ^= b
b ^= a
a ^= b

print(a, b)  # 输出3 5

2. 查找缺失的数字

异或操作也可以用来找出一个数组中缺失的数字。例如，给定一个包含1到n之间的n个整数的数组，其中一个数缺失，我们可以通过异或操作找出缺失的数字：

def find_missing_number(nums):
    n = len(nums) + 1
    missing_number = 0
    for i in range(1, n + 1):
        missing_number ^= i

    for num in nums:
        missing_number ^= num

    return missing_number

nums = [1, 2, 4, 5]
result = find_missing_number(nums)
print(result)  # 输出3

在上面的示例中，我们定义了一个函数find_missing_number，通过异或操作查找缺失的数字。在给定的数组中，数字3缺失，所以函数返回3。

3. 检测出现奇数次的数字

异或操作还可以用来检测一个数组中出现奇数次的数字。当一个数字出现偶数次时，异或操作的结果为0，而出现奇数次时结果为该数字本身。下面是一个检测出现奇数次的数字的示例：

def find_odd_occurrences(nums):
    result = 0
    for num in nums:
        result ^= num

    return result

nums = [2, 2, 1, 1, 4, 4, 5]
result = find_odd_occurrences(nums)
print(result)  # 输出5

在上面的示例中，数组中只有数字5出现了奇数次，其他数字均出现了偶数次，所以函数返回5。