我有一个类正在列入1和0的列表并执行GF（2）有限域算术运算。它曾经工作，直到我试图让它以多项式格式输入。至于在修复正则表达式问题后如何完成有限运算，我正在考虑重载运算符。
parsePolyToListInput(input)中的实际代码在课外时有效。问题似乎在正则表达式中，它只会在一个字符串中出现错误（这很有意义），但似乎没有用self.expr作为参数进行初始化（这是一个问题）。初始化之前的@static方法试图挽救未绑定的错误，因为多项式被传入，但这显然是完全错误的。为了节省您的时间，如果您决定查看任何算术运算，模块化逆操作不起作用（似乎是由于函数中除法的while循环之后的格式问题以及返回类型是什么） ：
import re
class gf2poly:
#binary arithemtic on polynomials
#@staticmethod
def __init__(self,expr):
self.expr = expr
#self.expr = [int(i) for i in expr]
self.expr = gf2poly.parsePolyToListInput(self.expr)
def convert(self): #to clarify the input if necessary
convertToString = str(self.expr)
print "expression is %s"%(convertToString)
def id(self): #returns modulus 2 (1,0,0,1,1,....) for input lists
return [int(self.expr[i])%2 for i in range(len(self.expr))]
def listToInt(self): #converts list to integer for later use
result = gf2poly.id(self)
return int(''.join(map(str,result)))
def prepBinary(a,b): #converts to base 2 and orders min and max for use
a = gf2poly.listToInt(a); b = gf2poly.listToInt(b)
bina = int(str(a),2); binb = int(str(b),2)
a = min(bina,binb); b = max(bina,binb);
return a,b
@staticmethod
def outFormat(raw):
raw = str(raw[::-1]); g = [] #reverse binary string for enumeration
[g.append(i) for i,c in enumerate(raw) if c == '1']
processed = "x**"+' + x**'.join(map(str, g[::-1]))
if len(g) == 0: return 0 #return 0 if list empty
return processed #returns result in gf(2) polynomial form
def parsePolyToListInput(poly):
c = [int(i.group(0)) for i in re.finditer(r'\d+', poly)] #re.finditer returns an iterator
#m = max(c)
return [1 if x in c else 0 for x in xrange(max(c), -1, -1)]
#return d
def add(self,other): #accepts 2 lists as parameters
a = gf2poly.listToInt(self); b = gf2poly.listToInt(other)
bina = int(str(a),2); binb = int(str(b),2)
m = bina^binb; z = "{0:b}".format(m)
return z #returns binary string
def subtract(self,other): #basically same as add() but built differently
result = [self.expr[i] ^ other.expr[i] for i in range(len(max(self.expr,other.expr)))]
return int(''.join(map(str,result)))
def multiply(a,b): #a,b are lists like (1,0,1,0,0,1,....)
a,b = gf2poly.prepBinary(a,b)
g = []; bitsa = "{0:b}".format(a)
[g.append((b<<i)*int(bit)) for i,bit in enumerate(bitsa)]
m = reduce(lambda x,y: x^y,g); z = "{0:b}".format(m)
return z #returns product of 2 polynomials in gf2
def divide(a,b): #a,b are lists like (1,0,1,0,0,1,....)
a,b = gf2poly.prepBinary(a,b)
bitsa = "{0:b}".format(a); bitsb = "{0:b}".format(b)
difflen = len(str(bitsb)) - len(str(bitsa))
c = a<<difflen; q=0
while difflen >= 0 and b != 0: #a is divisor, b is dividend, b/a
q+=1<<difflen; b = b^c # b/a because of sorting in prep
lendif = abs(len(str(bin(b))) - len(str(bin(c))))
c = c>>lendif; difflen -= lendif
r = "{0:b}".format(b); q = "{0:b}".format(q)
return r,q #returns r remainder and q quotient in gf2 division
def remainder(a,b): #separate function for clarity when calling
r = gf2poly.divide(a,b)[0]; r = int(str(r),2)
return "{0:b}".format(r)
def quotient(a,b): #separate function for clarity when calling
q = gf2poly.divide(a,b)[1]; q = int(str(q),2)
return "{0:b}".format(q)
def extendedEuclideanGF2(a,b): # extended euclidean. a,b are GF(2) polynomials in list form
inita,initb=a,b; x,prevx=0,1; y,prevy = 1,0
while sum(b) != 0:
q = gf2poly.quotient(a,b);
q = list(q); q = [int(x) for x in q]
#q = list(q);
#q = tuple([int(i) for i in q])
q = gf2poly(q)
a,b = b,gf2poly.remainder(a,b);
#a = map(list, a);
#b = [list(x) for x in a];
#a = [int(x) for x in a]; b = [int(x) for x in b];
b = list(b); b = [int(x) for x in b]
#b = list(b);
#b = tuple([int(i) for i in b])
b = gf2poly(b)
#x,prevx = (prevx-q*x, x);
#y,prevy=(prevy-q*y, y)
print "types ",type(q),type(a),type(b)
#q=a//b; a,b = b,a%b; x,prevx = (prevx-q*x, x); y,prevy=(prevy-q*y, y)
#print("%d * %d + %d * %d = %d" % (inita,prevx,initb,prevy,a))
return a,prevx,prevy # returns gcd of (a,b), and factors s and t
def modular_inverse(a,mod): # where a,mod are GF(2) polynomials in list form
gcd,s,t = gf2poly.extendedEuclideanGF2(a,mod); mi = gf2poly.remainder(s,mod)
#gcd,s,t = ext_euc_alg_i(a,mod); mi = s%mod
if gcd !=1: return False
#print ("%d * %d mod %d = 1"%(a,mi,mod))
return mi # returns modular inverse of a,mod
我通常用这个输入来测试它：
a = x**14 + x**1 + x**0
p1 = gf2poly(a)
b = x**6 + x**2 + x**1
p2 = gf2poly(b)
你可能会注意到我的代码的第一件事是它不是很好。原因有两个：
1）我写了它，以便第一个版本可以在有限域GF（2）中工作，并以多项式格式输出。然后下一个版本应该能够接受多项式输入，并且还执行关键的“模块化逆”功能，该功能不按计划工作（这意味着它实际上根本不起作用）。
2）我正在教自己Python（我实际上是在教自己编程），所以任何来自专业Python程序员的建设性批评都是受欢迎的，因为我试图尽可能快地打破自己的初学者习惯。
编辑：
也许我正在测试的更多代码将有助于澄清哪些有效，哪些无效：
t1 = [1,1,1]; t2 = [1,0,1]; t3 = [1,1]; t4 = [1, 0, 1, 1, 1, 1, 1]
t5 = [1,1,1,1]; t6 = [1,1,0,1]; t7 = [1,0,1,1,0]
f1 = gf2poly(t1); f2 = gf2poly(t2); f3 = gf2poly(t3); f4 = gf2poly(t4)
f5 = gf2poly(t5);f6 = gf2poly(t6);f7 = gf2poly(t7)
##print "subtract: ",a.subtract(b)
##print "add: ",a.add(b)
##print "multiply: ",gf2poly.multiply(f1,f3)
##print "multiply: ",gf2poly.multiply(f1,f2)
##print "multiply: ",gf2poly.multiply(f3,f4)
##print "degree a: ",a.degree()
##print "degree c: ",c.degree()
##print "divide: ",gf2poly.divide(f1,b)
##print "divide: ",gf2poly.divide(f4,a)
##print "divide: ",gf2poly.divide(f4,f2)
##print "divide: ",gf2poly.divide(f2,a)
##print "***********************************"
##print "quotient: ",gf2poly.quotient(f2,f5)
##print "remainder: ",gf2poly.remainder(f2,f5)
##testq = gf2poly.quotient(f4,f2)
##testr = gf2poly.remainder(f4,f2)
##print "quotient: ",testq,type(testq)
##print "remainder: ",testr,type(testr)
##print "***********************************"
##print "outFormat testp: ",gf2poly.outFormat(testq)
##print "outFormat testr: ",gf2poly.outFormat(testr)
##print "***********************************"
#print "gf2poly.modular_inverse(): ",gf2poly.modular_inverse(f2,f3)
print "p1 ",p1 #,type(f2),type(f3)
#print "parsePolyToListInput ",gf2poly.parsePolyToListInput(a)
答案 0 :(得分：0)
您的部分问题是您尚未将self声明为parsePolyToListInput的参数。当您调用方法时，您调用它的实例将隐式绑定为第一个参数。命名第一个参数self是一个约定，而不是严格的要求 - 实例绑定到poly，然后您尝试运行正则表达式。
我觉得你的设计中存在一些混淆，关于类的各个实例的行为以及类级或模块级行为。在Python中，将不将类的实例作为参数定义为模块级函数而不是将其置于笨拙中的东西是完全可以接受的。 parsePolyToListInput可能就是这样一个功能。
同样，您的add实施有一条评论说它“接受2个列表作为参数”。实际上，它会将gf2poly实例作为其第一个参数 - 如果您计划进行运算符重载，这可能是正确的，但这意味着第二个参数也应该是gf2poly实例好。
编辑： 是的，您的示例代码显示了类行为和实例行为之间的细分。你的乘法调用应该是这样的：
print "multiply: ",f1.multiply(f3)
或者乘法不应该是一种方法：
gfpoly.py:
def multiply(f1, f2):
a,b = prepBinary(a,b)
g = []; bitsa = "{0:b}".format(a)
[g.append((b<<i)*int(bit)) for i,bit in enumerate(bitsa)]
m = reduce(lambda x,y: x^y,g); z = "{0:b}".format(m)
return z #returns product of 2 polynomials in gf2
后一种方法是，例如，标准math库如何做事。
定义乘法方法的优点是您可以恰当地命名它（http://docs.python.org/2/reference/datamodel.html#special-method-names）并将其与*运算符一起使用：
print "multiply: ",f1 *f3