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Pythonで&>>はどのような意味でしょうか。
うまくWeb検索できないのでご教示ください。

&が積(intersection)を求める集合演算子であることは分かっています。
しかし以下のコードには当てはまらないように見えます:

def numberOfSteps (self, num: int) -> int:
    stepCount = 0 if num else 1
    while num:
        stepCount += (num & 1) + 1
        num >>= 1
    return stepCount - 1

この質問は¿Qué significan los símbolos "&" y ">>" en Python?を和訳したものです。

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    Q&Aを翻訳していただきありがとうございます。ちょっとだけ日本語のnative speakerには読みにくいmachine translationのような表現を書き換えました。また、Pythonの初心者にも分かりやすいように説明やリンクを追加しました。
    – payaneco
    Commented 2021年9月2日 12:35
  • Hai, arigatō
    – Christian
    Commented 2021年9月2日 13:13

1 件の回答 1

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ビット演算子

ビット演算子は、数値をビット(0と1)で計算するビット演算と呼ばれる処理に使用されます。

オペレーター >> (bitwise right shift)

>>演算子は 右シフト または right shift(rshift) と呼ばれ、n ビットの右シフトを示します。
例:

a = 60            #0011 1100 
b = 13            #0000 1101 

#もし >> 2 を実行した場合は2ビット分(2進数で2桁分)右に動きます
r = a >> 2
#r = 0000 1111
print(r) #15

右シフトとnum/pow(2,n)が同一の処理に見えますが、それは間違いです。
右シフトの結果は整数を返しますが、除算は小数を返すことがあります。
例:

#operator
60 >> 2
#15

#formula
60/pow(2,2)
#15

#again
60 >> 3
#7

60/pow(2,3)
#7.5

後者(#again)の場合は、ビット演算と除算で異なる結果になります。
整数で除算するにはint(60/pow(2,3))のようにintへキャストする方法があります。
また、60//pow(2,3)のように商の整数部分を返す切り捨て除算//を使用する方法もあります。

オペレーター & (bitwise and)

最初に述べたようにビット演算はビット単位であるため、真偽値(True/False)で使用されるので and 演算子と同じ意味にはなりません。
また、&で実行される操作はデータ型によって異なりますが、この演算子の興味深い点は、呼び出す関数を __and____rand__ として再定義できることです。

この場合、&演算子はset(集合)型の操作と同様にふるまいますが、ビット演算と同じように数字が両方とも 1 ならば 1 を、それ以外の場合は 0 を返します。
例:

a = 60            #0011 1100 
b = 13            #0000 1101

r = a & b 
#calculamos la interseccion entre 0011 1100 y 0000 1101
#0011 1100
#0000 1101
#interseccion -> 0000 1100
print(r) #12

この結果、出力は10進数で 12 を表すビット(2進数) 0000 1100 になります。

ご質問のコード

ご質問のコードでは、stepCount = 0 if num else 1の行で引数numTrueFalseかを判定します。
任意の数または空でない文字列である場合は True になります。0 または空文字("")の場合はFalseとなり、Trueの場合は 0 を、Falseの場合は 1 を割り当てます。(cf: 三項演算子)
その後、num & 1で1(ビット単位)との積を求め、続いてwhileループに移動します。

# num = 7 と仮定します
# if num の結果は True なので stepCount = 0 が代入されます

while num:
    stepCount += (num & 1) + 1 # (7と1の積)に1を足した値を加算します
    # つまり 0 += (1) +1 = 2 となります
    num >>= 1 # 1ビット右シフトします
    # 今回は3が返ります (0d7 = 0b111 → 0b11 = 0d3) ※0dは10進数、0bは2進数を示す
    # このループは num == 0 になるまで繰り返します
return stepCount - 1 # 上記の合計値から1を引いた値を返します

num0000 0000 になるまで右シフトを繰り返し、累積された値を返します。

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