python中‘和’(布尔)与‘&’(按位)之间的区别。为什么与列表和numpy数组的行为不同？

Question

python中‘和’(布尔)与‘&’(按位)之间的区别。为什么与列表和numpy数组的行为不同？什么解释了列表和numpy.Array上的布尔操作和按位操作的行为差异？我对如何正确使用&“VS”and在python中，下面的简单示例说明了这一点。    mylist1 = [True,  True,  True,  False,  True]     mylist2 = [False, True, False,  True, False]       >>> len(mylist1) == len(mylist2)     True     # ---- Example 1 ----     >>>mylist1 and mylist2      [False, True, False, True, False]     #I am confused: I would have expected [False, True, False, False, False]     # ---- Example 2 ----     >>>mylist1 & mylist2      *** TypeError: unsupported operand type(s) for &: 'list' and 'list'     #I am confused: Why not just like example 1?      # ---- Example 3 ----     >>>import numpy as np    >>> np.array(mylist1) and np.array(mylist2)      *** ValueError: The truth value of an array with more than one element is ambiguous. Use a.any() or a.all()     #I am confused: Why not just like Example 4?       # ---- Example 4 ----     >>> np.array(mylist1) & np.array(mylist2)      array([False,  True, False, False, False], dtype=bool)     #This is the output I was expecting!这，这个回答，还有这个回答两者都让我明白“和”是布尔运算，但是'&'是按位操作。我曾经是读一些信息，以更好地理解按位运算，但是我很难用这些信息来理解我上面的4个例子。注意，在我的特定情况下，我想要的输出是一个新列表，其中：    len(newlist) == len(mylist1)      newlist[i] == (mylist1[i] and mylist2[i]) #for every element of newlist上面的示例4引导我找到了我想要的输出，所以这很好。但是，我对何时/如何/为什么要使用‘和’VS‘&’感到困惑。为什么列表和numpy数组与这些运算符的行为不同？有谁能帮助我理解布尔操作和按位操作之间的区别，来解释为什么它们处理列表和numpy.数组的方式不同呢？我只想确保继续正确地使用这些操作。非常感谢你的帮助！Numpy version 1.7.1python 2.7References all inline with text.

Answer 1

and测试这两个表达式是否符合逻辑。True当&(当与True/False)测试，如果两者都是True.

在Python中，空内置对象通常被视为逻辑上的对象。False而非空内置在逻辑上是True..这简化了通用例，如果列表为空，则需要执行某些操作；如果列表不为空，则需要执行其他操作。请注意，这意味着列表[false]在逻辑上是True:

>>> if [False]:...    print 'True'...True

因此，在示例1中，第一个列表是非空的，因此逻辑上是这样的。True的真值and与第二个列表相同。(在我们的例子中，第二个列表是非空的，因此逻辑上是这样的。True，但要确定这一点，就需要进行不必要的计算。)

例如，列表不能以按位的方式进行有意义的组合，因为它们可以包含与元素不同的任意内容。可以按位组合的东西包括：真、假、整数。

相反，NumPy对象支持矢量化计算。也就是说，它们允许您对多个数据执行相同的操作。

示例3失败是因为NumPy数组(长度>1)没有真值，因为这样可以防止基于向量的逻辑混淆。

示例4只是一个矢量化位。and行动。

底线

• 如果您没有处理数组，也没有执行整数的数学操作，那么您可能需要and.

• 如果您有要组合的真值向量，请使用numpy带着&.

Answer 2

短路布尔运算符(and, or)不能过度使用，因为在不引入新的语言特性或牺牲短路的情况下，没有令人满意的方法可以做到这一点。您可能知道，也可能不知道，它们计算第一个操作数的真值，并根据该值计算并返回第二个参数，或者不计算第二个参数并返回第一个参数：

something_true and x -> x
something_false and x -> something_false
something_true or x -> something_true
something_false or x -> x

请注意，返回的是实际操作数，而不是其真值。

定制它们行为的唯一方法是重写__nonzero__(重命名为__bool__在Python 3中，您可以影响返回哪个操作数，但不会返回不同的操作数。当列表(和其他集合)包含任何内容时，它们被定义为“真实的”，而当它们是空的时，定义为“Falsey”。

NumPy数组拒绝这个概念：对于它们所针对的用例，两种不同的真理概念是常见的：(1)是否有任何元素为真，(2)是否所有元素都为真。由于这两者完全(和默默地)不兼容，而且两者都不明显更正确或更常见，所以NumPy拒绝猜测，并要求您显式使用.any()或.all().

&和|(和not，顺便说一句)能，会，可以完全超越，因为他们不会短路。当超限时，它们可以返回任何内容，NumPy很好地利用了它来执行元素级操作，就像对其他任何标量操作一样。另一方面，列表不会跨元素广播操作。就像mylist1 - mylist2并不意味着什么mylist1 + mylist2意味着完全不同的东西，没有&列表的运算符。

Answer 3

关于list

首先，这是非常重要的一点，一切都会随之发生(我希望)。

在普通的Python里，list在任何方面都没有什么特别之处(除了构造时有可爱的语法，这主要是历史上的意外)。一次[3,2,6]，就所有意图和目的而言，它只是一个普通的Python对象，就像一个数字。3，集{3,7}，或者一个函数lambda x: x+5.

(是的，它支持更改元素，支持迭代和许多其他东西，但这正是类型：它支持一些操作，而不支持其他一些操作。int支持提升到一个能力，但这并不意味着它很特别-它就是int。Lambda支持调用，但这并不意味着它很特别-毕竟，lambda就是这样做的：)。

关于and

and不是运算符(您可以称它为“运算符”，但也可以调用“for”操作符：)。Python中的运算符是通过调用某些类型的对象的方法实现的，通常是作为该类型的一部分编写的。一个方法无法对其一些操作数进行评估，但是and能够(而且必须)做到这一点。

结果就是and不能超载，就像for不能超载。它是完全通用的，并通过指定的协议进行通信。你能，会，可以是自定义协议的一部分，但这并不意味着您可以更改and完全地。议定书是：

想象一下Python对“a和b”的解释(这并不是这样的，但它有助于理解)。当提到“and”时，它会查看它刚刚计算过的对象(A)，并问它：“您是真的吗？”不*你是True？)如果您是一个类的作者，您可以自定义这个答案。如果a回答“不”，and(完全跳过b，根本不对其进行评估，)说：a是我的成绩(不：错误是我的结果)。

如果a不回答，and问它：你的长度是多少？(同样，您可以将其自定义为a)，如果a答案0，and是否与上述相同-认为它是假的(不)，跳过b，并给出a结果。

如果a回答第二个问题(“你的长度是多少”)，或者它根本没有回答，或者对第一个问题回答“是”(“你是真的”)，and评估b，并说：b是我的结果。注意它确实有不问b任何问题。

换句话说，所有这些都是a and b几乎和b if a else a，除非a只计算一次。

现在用笔和纸坐几分钟，让自己相信，当{a，b}是{True，false}的子集时，它的工作原理与布尔运算符完全一样。但我希望我已经说服你，它是更一般，正如你会看到，更有用的方式。

把这两者结合起来

现在我希望你理解你的例子1。and不管mylist 1是一个数字、列表、lambda还是一个类argmhbl的对象。它只关心mylist 1对协议问题的回答。当然，mylist 1回答了关于长度的问题，所以返回mylist 2。仅此而已。这与mylist 1和mylist 2的元素无关-它们不会在任何地方输入图片。

第二个例子：&在……上面list

另一方面，&操作员和其他人一样，就像+例如。可以通过在该类上定义特殊方法来定义类型。int将其定义为按位“和”，bool将其定义为逻辑“和”，但这只是一个选项：例如，set和一些其他对象(如dict键视图)将其定义为集交集。list只是没有定义它，可能是因为Guido没有想到任何明显的方法来定义它。

蒙皮

在另一条腿上：-D，numpy数组是特别，或者至少他们想成为。当然，numpy.Array只是一个类，它不能覆盖and无论如何，它也做了次好的事情：当被问到“你是真的”时，numpy.Array会引发一个ValueError，有效地说“请重新表述这个问题，我对真相的看法不适合你的模型”。(请注意，ValueError消息没有提到and-因为numpy.Array不知道谁就是问它这个问题，它只是在说真理。)

为&完全不同的故事。数组可以根据自己的意愿定义它，并定义&与其他运营商保持一致：点态。所以你终于得到了你想要的。

HTH，