布尔运算符与按位运算符

Question

我对什么时候使用布尔运算符和位运算符有点困惑。

and 和 &
or 和 |

能不能给我讲讲我该什么时候用它们？用一个比另一个会对我的结果有什么影响吗？

Answer 1

理论上来说，and 和 or 是来自布尔逻辑的运算符（它们操作两个布尔值并返回一个布尔值），而 & 和 | 则是对整数的每一位进行布尔运算。关于后者的具体工作原理，有很多问题。

以下是一些可能影响你结果的实际区别：

and 和 or 有短路特性，比如 True or sys.exit(1) 不会退出，因为在某些情况下，第一个操作数的值（比如 True or ... 或 False and ...）已经决定了结果，第二个操作数就不需要计算了。但 | 和 & 没有短路特性——True | sys.exit(1) 会直接让你退出。
& 和 | 是普通的运算符，可以被重载，而 and 和 or 是语言本身的一部分（虽然强制转换为布尔值的特殊方法可能会有副作用）。
- 这也适用于一些其他支持运算符重载的语言。
and 和 or 返回的是操作数的值，而不是 True 或 False。这并不改变布尔表达式在条件中的含义——例如，1 or True 的结果是 1，但 1 也是 true。不过，这曾经被用来模拟条件运算符（在 C 语言中是 cond ? true_val : false_val，在 Python 中是 true_val if cond else false_val）。对于 & 和 |，结果的类型取决于操作数如何重载各自的特殊方法（比如 True & False 是 False，99 & 7 是 3，对于集合则是并集/交集等）。
- 这也适用于一些其他语言，比如 Ruby、Perl 和 Javascript。

但是即使例如 a_boolean & another_boolean 的结果是一样的，正确的做法还是使用 and——因为 and 和 or 是与布尔表达式和条件相关的，而 & 和 | 则是用于位运算的。

Answer 2

这里有一个我刚才困惑了一会儿的区别：因为 &（还有其他位运算符）优先级比 and（还有其他布尔运算符）高，所以下面这两个表达式的结果是不同的：

0 < 1 & 0 < 2

和

0 < 1 and 0 < 2

具体来说，第一个表达式的结果是 False，因为它等同于 0 < (1 & 0) < 2，所以变成了 0 < 0 < 2，进一步变成 0 < 0 and 0 < 2。

Answer 3

这里有几个简单的指导原则：

布尔运算符通常用于布尔值，而位运算符通常用于整数值。
布尔运算符是短路的，而位运算符则不是短路的。

短路的特性在这样的表达式中非常有用：

if x is not None and x.foo == 42:
    # ...

如果用位运算符&，这个表达式就会出错，因为两边的值都会被计算，可能会出现AttributeError: 'NoneType' object has no attribute 'foo'的错误。而如果用布尔运算符and，当第一个表达式为假时，第二个表达式就不会被计算。同样地，如果第一个表达式为真，or就不会计算第二个表达式。

布尔运算符与按位运算符

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