Python 按位操作一元（反转）

我被

~

操作符弄糊涂了。代码如下：

a = 1
~a  #-2
b = 15
~b  #-16

~

是如何工作的

我想，

~a

应该是这样的：

0001 = a
1110 = ~a 

---

为什么不呢？

你完全正确。这是一个整数表示的工件

在16位中，1表示为

0000 0001

。相反，您将得到

1111111111111110

，即-2。同样，15是

0000 0000 1111

。相反，您将得到

11111111110000

，即-16

---

一般来说，

~n=-n-1

你完全正确。这是一个整数表示的工件

在16位中，1表示为

0000 0001

。相反，您将得到

1111111111111110

，即-2。同样，15是

0000 0000 1111

。相反，您将得到

11111111110000

，即-16

---

通常，

~n=-n-1

将“~”运算符定义为： “x的位反转定义为-（x+1）。它仅适用于整数。”

这句话的重要部分是，这与“整数”（也称为整数）有关。您的示例表示一个4位数字

'0001' = 1 

4位数字的整数范围为'-8..0..7'。另一方面，您可以使用不包含负数的“无符号整数”，4位数字的范围为“0..15”

由于Python对整数进行操作，因此您描述的行为是预期的。整数用2的补码表示。对于4位数字，如下所示

 7 = '0111'
 0 = '0000'
-1 = '1111'
-8 = '1000'

Python使用32位表示整数，以防您有32位操作系统。您可以使用以下选项检查最大整数：

sys.maxint # (2^31)-1 for my system

如果您希望为4位数字返回一个无符号整数，则必须屏蔽

'0001' = a   # unsigned '1' / integer '1'
'1110' = ~a  # unsigned '14' / integer -2

(~a & 0xF) # returns 14

如果要获得无符号8位数字范围（0..255），只需使用：

(~a & 0xFF) # returns 254

---

“~”运算符定义为： “x的位反转定义为-（x+1）。它仅适用于整数。”

这句话的重要部分是，这与“整数”（也称为整数）有关。您的示例表示一个4位数字

'0001' = 1 

4位数字的整数范围为'-8..0..7'。另一方面，您可以使用不包含负数的“无符号整数”，4位数字的范围为“0..15”

由于Python对整数进行操作，因此您描述的行为是预期的。整数用2的补码表示。对于4位数字，如下所示

 7 = '0111'
 0 = '0000'
-1 = '1111'
-8 = '1000'

Python使用32位表示整数，以防您有32位操作系统。您可以使用以下选项检查最大整数：

sys.maxint # (2^31)-1 for my system

如果您希望为4位数字返回一个无符号整数，则必须屏蔽

'0001' = a   # unsigned '1' / integer '1'
'1110' = ~a  # unsigned '14' / integer -2

(~a & 0xF) # returns 14

如果要获得无符号8位数字范围（0..255），只需使用：

(~a & 0xFF) # returns 254

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您还可以使用未签名的int（例如来自numpy包）来实现预期的行为

>>> import numpy as np
>>> bin( ~ np.uint8(1))
'0b11111110'

---

您还可以使用未签名的int（例如来自numpy包）来实现预期的行为

>>> import numpy as np
>>> bin( ~ np.uint8(1))
'0b11111110'

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看起来我找到了一个更简单的解决方案，可以实现所需的功能：

uint8: x ^ 0xFF
uint16: x ^ 0xFFFF
uint32: x ^ 0xFFFFFFFF
uint64: x ^ 0xFFFFFFFFFFFFFFFF

---

看起来我找到了一个更简单的解决方案，可以实现所需的功能：

uint8: x ^ 0xFF
uint16: x ^ 0xFFFF
uint32: x ^ 0xFFFFFFFF
uint64: x ^ 0xFFFFFFFFFFFFFFFF

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Python的一元反转运算符~x=-（x+1），这与翻转内存中的每一位相同：

乙二醇

-0b111

是内存中的

1 | 001

。您不应该将-ve二进制数表示解释为存储在内存中的内容，这与正二进制数不同

‡注意：二进制计数中的负数向后计算，因此，如果为0，则每个-ve位位置仅对构成int的整数进行计数，并且必须将-1添加到最终结果中：

# in-memory  = int  (displayed as)
1|11..111    = -1   (-0b1)
1|11..110    = -2   (-0b10)
1|11..101    = -3   (-0b11)
1|11..100    = -4   (-0b100)
# and so on...

---

Python的一元反转运算符~x=-（x+1），这与翻转内存中的每个位相同：

乙二醇

-0b111

是内存中的

1 | 001

。您不应该将-ve二进制数表示解释为存储在内存中的内容，这与正二进制数不同

‡注意：二进制计数中的负数向后计算，因此，如果为0，则每个-ve位位置仅对构成int的整数进行计数，并且必须将-1添加到最终结果中：

# in-memory  = int  (displayed as)
1|11..111    = -1   (-0b1)
1|11..110    = -2   (-0b10)
1|11..101    = -3   (-0b11)
1|11..100    = -4   (-0b100)
# and so on...

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问题在于，应用~的结果表示的数字没有得到很好的定义，因为它取决于用于表示原始值的位数。例如：

5 = 101
~5 = 010 = 2

5 = 0101
~5 = 1010 = 10

5 = 00101
~5 = 11010 = 26

但是，在所有情况下，~5的两个补码是相同的：

two_complement(~101) = 2^3 - 2 = 6
two_complement(~0101) = 2^4 - 10 = 6
two_complement(~00101) = 2^5 - 26 = 6

并假定两个补码被用来表示负值，将5作为补码的负值，6是有意义的。 因此，更正式地说，为了达到这一结果，我们有：

翻转的0和1（相当于取1的补码）

取二的补码

应用负号

如果x是n位数字：

~x = - two_complement(one_complement(x)) = - two_complement(2^n - 1 - x) = - (2^n - (2^n - 1 - x)) = - (x + 1)

---

问题在于，应用~的结果表示的数字没有得到很好的定义，因为它取决于用于表示原始值的位数。例如：

5 = 101
~5 = 010 = 2

5 = 0101
~5 = 1010 = 10

5 = 00101
~5 = 11010 = 26

但是，在所有情况下，~5的两个补码是相同的：

two_complement(~101) = 2^3 - 2 = 6
two_complement(~0101) = 2^4 - 10 = 6
two_complement(~00101) = 2^5 - 26 = 6

并假定两个补码被用来表示负值，将5作为补码的负值，6是有意义的。 因此，更正式地说，为了达到这一结果，我们有：

翻转的0和1（相当于取1的补码）

取二的补码

应用负号

如果x是n位数字：

~x = - two_complement(one_complement(x)) = - two_complement(2^n - 1 - x) = - (2^n - (2^n - 1 - x)) = - (x + 1)

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例如：。例如：。我如何在python 3中获得该位表示字符串？在python交互式shell中，尝试将其作为print（int（'0001'，2））引用：这是Janus希望我相信的相反函数。

int（'00101010'，2）

的倒数就是

f'{42:08b}

。格式