无符号

Question

CMS提供了这个使用按位运算符在C中添加两个数字的示例：

#include<stdio.h>

int add(int x, int y) {
    int a, b;
    do {
        a = x & y;
        b = x ^ y;
        x = a << 1;
        y = b;
    } while (a);
    return b;
}

int main( void ){
    printf( "6 + 3 = %d", add(6,3));
    printf( "6 - 3 = %d", add(6,-3));
    return 0;
}

它工作得很好，然后我按如下方式将它移植到Python：

def add(x, y):
    while True:
        a = x & y
        b = x ^ y
        x = a << 1
        y = b
        if a == 0:
            break
    return b

print "6 + 3 = %d" % add(6,3)
print "6 - 3 = %d" % add(6,-3)

它们都适用于加法，C程序也适用于减法。但是，Python程序进入减法的无限循环。我正试图深入了解并在此处发布该程序以进行进一步的实验：http://codepad.org/pb8IuLnY

有人可以建议为什么C处理这个问题的方式与CPython处理这个问题的方式有区别吗？

Answer 1

正如我昨天在回答CMS回答中指出的那样，左移一个负数是C中的未定义行为，所以这甚至不能保证在C中工作（问题是如何处理有符号的位，做你把它转移到一个有价值的位置，还是不受转变的影响？标准委员会无法就行为达成一致，因此未定义。

当这种情况发生在C中时，它依赖于固定的位宽整数，这样当你进行移位时，最左边的位就会被推到末尾（它还需要将符号位作为一个值位来处理，以便进行移位））。 C中的所有整数类型都是固定位，但Python数字可以任意大。在Python中左移一个数字只会导致它变大：

>>> 1 << 100
1267650600228229401496703205376L

您可以尝试这样的事情：

x = (a << 1) & 0xffffffff

要将结果限制为32位，问题在于Python中的左移位运算符不会移位带符号数的符号位（这是使此特定解决方案工作所需的部分）。可能有一种方法可以改变移位运算符的行为，但我不知道如何。

Answer 2

移位负数在python和C之间没有一致的解释。

Answer 3

如果i，j是两个整数：

此外：

printf("%d",(i^j)|((i&j)<<1));

Answer 4

我注意到你假设python与C一样使用数字。
那不完全正确。含义C的int numbres具有16位的固定长度。有关C数据类型的详细信息，请参阅C_data_types on en.wikipedia.org
另一方面，据说Pyhton对于int数字几乎没有任何长度添加正整数可能会以相同的方式工作。但减去或添加负整数不应该是简单的映射转换。
理解这一点的简单方法是关于负数的一个小例子：想象一下3位的固定长度整数表示：

无符号

000：0
001：1
010：2
011：3
100：4
101：5
110：6
111：7

签名：

000：0
001：1
010：2
011：3
100：-4
101：-3
110： - 2
111： - 1

这很酷，因为您可以看到1-3=1+(-3)，-3是101，如果未签名则为5。所以1+5=6，6：110： - 2。这意味着1-3=-2。
溢出时它也会变成越野车： - -4 + -1 = 3不是-5，因为它超出了范围！ - 3 + 1 = -4不是4，因为它超出了范围！

正如您可能看到的，它适用于固定长度，但它在Python中不起作用。

Python中的逐位减法

4 个答案:

无符号

签名：