Python中的“Bitwise Not”不考虑2的补码

Question

我需要在Python中执行“〜”操作，但不考虑2的补码。我设法通过使用 XOR 来做到这一点，你知道另一种方法吗？ （更有效率）

a = 0b101
b = 0b10101

print bin(a ^ (2 ** a.bit_length() - 1)) #0b10
print bin(b ^ (2 ** b.bit_length() - 1)) #0b1010

Answer 1

~已经做了什么。棘手的部分是Python具有无限长度的整数，所以当你反转一个数字时，它是符号扩展的 - 至少从概念上讲 - 是无限数量的1。这意味着你会得到负数。

>>> bin(~0b101)
'-0b110'
>>> bin(~0b10101)
'-0b10110'

要将这些转换为无符号数，您需要确定您关心的位数。也许你正在使用8位字节。然后你可以用一个字节值1位来对它们进行AND运算：

>>> bin(~0b101 & 0xFF)
'0b11111010'
>>> bin(~0b10101 & 0xFF)
'0b11101010'

或者如果您想匹配输入数字的确切位长，您的解决方案是合理的。为了提高效率，您可以切换左移的指数。使用~和&代替^可能会更清楚。

>>> bin(~a & ((1 << a.bit_length()) - 1))
'0b10'
>>> bin(~b & ((1 << b.bit_length()) - 1))
'0b1010'

（我怀疑像& 0xFFFF这样的硬编码掩码在实践中将是正确的解决方案。我无法想到基于bit_length()的答案的真实世界用例。）< / p>

Answer 2

另一种方式，虽然有些人（包括我自己）可能会对此有所争议，但是：

from string import maketrans
tbl = maketrans("01","10")

int(bin(42)[2:].translate(tbl),2)

第一位只是设置一个转换表来反转字符串中的1和0位。

第二位获得二进制表示（42 - ＆gt; 0b101010），剥离前面的0b，并通过转换反转位。然后，您只需使用int(,2)将该二进制字符串转换回数字。

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如果你可以将它限制在一个特定的宽度而不是使用数字本身的宽度，那么这是一个简单的问题（使用32位的例子）：

val = val ^ 0xffff