位运算用于标志位操作？

Question

我看过一些使用位运算来创建选项/标志的代码。

例如，考虑来自ssl库的以下示例：

# bitwise AND and NOT
ctx = ssl.create_default_context(Purpose.CLIENT_AUTH)
ctx.options &= ~ssl.OP_NO_SSLv3

# bitwise OR
client_context = ssl.SSLContext(ssl.PROTOCOL_TLS_CLIENT)
client_context.options |= ssl.OP_NO_TLSv1
client_context.options |= ssl.OP_NO_TLSv1_1

这些标志的数值:

>>> ssl.OP_NO_SSLv3.value
33554432
>>> ssl.OP_NO_TLSv1.value
67108864
>>> ssl.OP_NO_TLSv1_1.value
268435456

我不理解创建旗帜的这种系统如何运作，也不知道那些数字是怎么选择的。我研究了操作符的工作原理，但仍然感到困惑。

请问有人能够解释一下这个系统是如何运作的，并且适用的使用场景是什么吗？

- xslslxsxlxsllsx

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欢迎来到SO！也许如果您尝试将这些数字转换为2进制，它们会更有意义。 - ggorlen

Answer 1

当你用二进制查看数字时，它们似乎不那么随机 :)

>>> "{:032b}".format(ssl.OP_NO_SSLv3.value)
'00000010000000000000000000000000'

>>> "{:032b}".format(ssl.OP_NO_TLSv1.value)
'00000100000000000000000000000000'

>>> "{:032b}".format(ssl.OP_NO_TLSv1_1.value)
'00010000000000000000000000000000'

>>> client_context = ssl.SSLContext(ssl.PROTOCOL_TLS_CLIENT)
... client_context.options |= ssl.OP_NO_TLSv1
... client_context.options |= ssl.OP_NO_TLSv1_1
>>> "{:032b}".format(client_context.options)
'10010110010100100000000001010100'

每个选项只是一个单独的比特位，可以被设置或清除。

- orlp

Answer 2

除非你能够自动将十进制转换为二进制，否则打印标志群的十进制值是愚蠢的。根据你的喜好，以二进制、八进制或十六进制进行打印。

典型的用例是当你有一组相关的布尔值或者一组密集的二进制字段（例如机器码操作）时。将它们视为布尔值的紧凑记录。例如，你可能需要跟踪对象权限（读取、写入、修改、销毁）。你可以将其作为四个单独的布尔值，也可以简单地创建一个单一的值来编码所有四个值。例如，只有读取和销毁权限的用户“R--D”将具有权限值“1001”或0x9。

当你想要检查特定权限时，使用按位运算来屏蔽不需要的位。例如：

r_mask = b'1000
w_mask = b'0100
m_mask = b'0010
d_mask = b'0001

现在，检查很简单。要查看某个对象是否有读取权限：

if obj.permission & d_mask:
    # Allow operation

要更改值，您可以允许操作授予写入或修改权限：

if obj.permission & (w_mask | m_mask):

或者如果您是一个死板的人，记住访问代码：

if obj.permission & b'0110':

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当你处理一个包含许多小字段的紧凑记录时，比如机器码或通信协议，从一个传输字中提取一个字段是非常有用的。 例如，如果你需要从指令中获取操作码，你可以屏蔽除了（假设）5个操作码位以外的所有位，并将它们移动到字的右侧：

op_mask = 0x7c00                         # bits 30-26 hold the op code
opcode = (instruction & op_mask) >> 26   # Shift right 26 bits

- Prune