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Estava analisando um código e me deparei com a seguinte expressão:

1 & n >> k

Onde n e k são números inteiros.

Por ora, estou concentrado na primeira parte da expressão. Eu nunca tinha visto um teste lógico com dois números inteiros, então estou tentando entender o que esse teste significa. Eu ouvi falar que o Python interpreta 1 como True e qualquer outro número como False. Dessa forma, imaginei que esse teste seria apenas uma representação diferente de um teste do tipo True & False. Ocorre, porém, que True & False retorna False e, por exemplo, 1 & 3 retorna 1.

O que significa a comparação de dois inteiros com o &?

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    isso é errado: "1 como True e qualquer outro número como False." - o certo é que "0 é interpretado como False, e qualquer outro número como True". Estou enfatizando por que isso é muito importante e pode se perder nas respostas mais longas.
    – jsbueno
    Commented 29/12/2020 às 15:11

2 Respostas 2

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O & não é um teste lógico, e sim uma operação feita com 2 números inteiros, cujo resultado é outro número inteiro. Para ser mais preciso, é uma binary bitwise operation.

No caso, o & faz o "and lógico" bit a bit: se ambos os bits são 1, o resultado é 1. Se qualquer um dos bits for zero, o resultado é zero.

Por exemplo, você citou 1 & 3, que fica assim:

00000001  <-- 1 em binário
00000011  <-- 3 em binário
--------
00000001  <-- 1 & 3 

Ou seja, quando ambos os bits são 1, o bit resultante é 1, caso contrário é zero. O resultado é o número 1.


No caso de True & False, vale lembrar que segundo a documentação, um boolean é uma subclasse de int, e True e False equivalem a 1 e 0, respectivamente.

Então True & False é o mesmo que 1 & 0, que pelo que já foi explicado, resulta em zero (que por sua vez é igual a False):

00000001  <-- 1 em binário
00000000  <-- 0 em binário
--------
00000000  <-- 1 & 0

E só para completar, o >> é um shift operator, que desloca os bits para a direita (tem uma explicação aqui).

Por isso o resultado da expressão é um inteiro, não há nenhum teste lógico ou comparação sendo feito.


No fundo esse é um pequeno "truque" para ver se determinado bit está setado. Por exemplo, para n=13 e k=2:

00001101  <-- n=13

00000011  <-- n >> k (desloca 2 posições para a direita)
00000001  <-- faz o & com 1
--------
00000001  <-- resultado é 1, indicando que o bit da posição k está setado

Agora para n=9 e k=2:

00001001  <-- n=9

00000010  <-- n >> k (desloca 2 posições para a direita)
00000001  <-- faz o & com 1
--------
00000000  <-- resultado é 0, indicando que o bit da posição k não está setado

O >> é executado primeiro (seguindo a ordem de precedência dos operadores), deslocando os bits de n para a direita em k posições. Com isso o bit da posição k passa a ser o último (considerando, claro, que a última posição é zero, a penúltima é 1, etc).

Depois é feito o 1 & resultado do shift, e o & feito com o número 1 sempre resulta em 1 se o último bit for 1, e zero em caso contrário.

Portanto a expressão indica se o bit do número n, da posição k, é 1 ou zero (considerando que o último bit é a posição zero, o penúltimo é a posição 1, etc).

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Eles são chamados de bitwise operators, são operações entre os números em sua forma binária. O que o & irá fazer, é comparar se os bits em suas casas correspondentes (verticalmente) são ambos iguais à 1.

Por exemplo:

1 & 3

0 0 1   # 1 decimal em binário
0 1 1   # 3 decimal em binário
=====
0 0 1   # retorno 1 (transforma para decimal)



3 & 7

0 0 1 1   # 3 decimal em binário
0 1 1 1   # 7 decimal em binário
=======
0 0 1 1   # retorno 3 (transforma para decimal)



1 & 2

0 0 1   # 1 decimal em binário
0 1 0   # 2 decimal em binário
=====
0 0 0   # retorno 0 (transforma para decimal)
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    Acho que vale a pena um comentário sobre a frase que o A.P. "ouviu falar" - é importante entender que 0 é False, para efeitos booleanos, e qualquer outro número é equivalente a "True". - A pergunta original também usa o operador >> que não foi mencionado nesta resposta.
    – jsbueno
    Commented 29/12/2020 às 15:14

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