固定点数的自定义二进制表示

Question

有没有办法在Python中获取数字的二进制表示？它必须能够代表负数。我已经尝试了numpy np.binary_repr(Decimal(-1))中的函数，但它会导致错误。确切地说 - 我想以某种方式获得定点数的正二进制表示（正数和负数），因此我可以将它们放入Verilog代码中。

假设我有十进制数1,5。我想用两位精度和三位整数位和一个符号来写它。在二进制文件中，这将是0001,10，因此基本上是000110。我可以手动轻松地做到这一点，但问题是我也有负面的，而且它们在点之后没有有限的扩展（如十进制的1/3）

更确切地说：如果我有十进制符号-1.5，分数精度为2，整数精度为2，我希望数字110,10为输出 - 第一个数字是符号，接下来的两个数字是分数。

Answer 1

bin(number)可能是您正在寻找的功能。它支持负数，但有一些特殊的格式

>>> bin(4)
'0b100'
>>> bin(-3)
'-0b11'
>>> bin(10000000)
'0b100110001001011010000000'

您可以构建类似的东西，将其转换为更常见的表示法：

def binary(number):
    b = bin(number)
    if b[0] == '-':
        return '-' + b[3:]
    else:
        return b[2:]

Answer 2

我为此推荐 fxpmath 模块。

回购网站是：https://github.com/francof2a/fxpmath

from fxpmath import Fxp

x = Fxp(-1.5, True, 5, 2)   # (val, signed, n_word, n_frac)

print(x.bin())

结果：

11010

Answer 3

您可以使用 Binary fractions 包。使用此包，您可以将二进制分数字符串转换为浮点数，反之亦然。

示例：

>>> from binary_fractions import Binary
>>> str(Binary(-1.5))
'-0b1.1'
>>> float(Binary("-1.1"))
-1.5

它有更多的辅助函数来操作二进制字符串，例如：shift、add、fill、to_exponential、invert...

PS：无耻的插件，我是这个包的作者。