是否有等效于八度命令“格式位”的python？

Question

在八度音阶中，命令format bit 之后的所有数字输出将显示存储在内存中的数字的本机位表示。例如，

octave:1> format bit
octave:2> 0.5
ans = 0011111111100000000000000000000000000000000000000000000000000000
octave:7> 2
ans = 0100000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
octave:3> format
octave:4> 0.5
ans = 0.50000

在 python 中是否有一个等效的命令来显示所有数字的本机位表示（所以输出如下所示）？

>>> "equivalent of the octave format bit command"
>>> 0.5
0011111111100000000000000000000000000000000000000000000000000000

（这与 0.5 的二进制表示非常不同。）

Answer 1

TL;DR;不，没有 Python 等价物

当您使用 Python 时，您不应该需要这些信息。像使用 octave 一样设置“输出模式”是不可能的（不修改 Python 本身）。如果您真的想要所有输出格式不是默认格式，您可以为此编写自定义函数，如果您使用的是 Python 3，甚至可以覆盖默认的 print 函数。

如果您只想查看数字的二进制表示，可以使用bin(number) 函数处理整数。对于浮点数，您可以使用float.hex(number)。

如果我们真的想看到内部表示，它需要一些工作，一点点黑魔法和ctypes 库。使用 Python 时获取这些数据并不容易（或无论如何可用），但我创建了一个函数来向我们展示 float 是如何在内部表示的：

我们知道 Python 浮点数中的浮点数是 IEEE 754 double precision 浮点数，因此它们使用 8 个字节（64 位）的内存。

import ctypes

def show_float(x):
    asdouble = ctypes.c_double(x)
    xpointer = ctypes.addressof(asdouble)
    xdata = ctypes.string_at(xpointer, 8)
    print "".join([bin(ord(i))[2:] for i in xdata])

x = 3.14
show_float(x) # prints 1111110000101111010111010001101110001111010011000000

整数更难，因为表示在所有实现中都不相同。你可以找到一个例子here。

Answer 2

根据@Hannes Karppila 的回答，这里有两个函数以二进制和十六进制格式显示任何数字的机器表示。它使用与该答案基本相同的逻辑，但用零填充输出以显示每个字节的“正确”长度。

import ctypes
import decimal
def print_as_octave_bit_hex(x):
  '''
  This function prints the binary representation as it would
  be printed using the format 'bit' and 'hex' in octave
  '''
  asdouble = ctypes.c_double(x)
  xpointer = ctypes.addressof(asdouble)
  xdata = ctypes.string_at(xpointer, 8)
  xbin= [(bin(i)[2:].zfill(8)) for i in xdata[-1::-1]]
  print(x, "=", x.hex(), "=", decimal.Decimal(x))
  print("representation in format 'bit' and 'hex' of octave")
  print("with spaces separating each byte")
  print(" ".join([i.zfill(8) for i in xbin]), "=",
        " ".join([hex(int(i,2))[2:].zfill(2) for i in xbin]))
  print("without spaces separating the bytes")
  print("".join([i.zfill(8) for i in xbin]), "=",
        "".join([hex(int(i,2))[2:].zfill(2) for i in xbin]))

def print_as_octave_native_bit_hex(x):
  '''
  This function prints the binary representation as it would
  be printed using the format 'native-bit' and 'native-hex' in octave
  '''
  asdouble = ctypes.c_double(x)
  xpointer = ctypes.addressof(asdouble)
  xdata = ctypes.string_at(xpointer, 8)
  xbin = [(bin(i)[2:].zfill(8)) for i in xdata]
  print(x, "=", x.hex(), "=", decimal.Decimal(x))
  print("representation in format 'native-bit' and 'native-hex' of octave")
  print("with spaces separating each byte")
  print(" ".join([(i.zfill(8))[-1::-1] for i in xbin]), "=",
        " ".join([hex(int(i,2))[2:].zfill(2) for i in xbin]))
  print("without spaces separating the bytes")
  print("".join([(i.zfill(8))[-1::-1] for i in xbin]), "=",
        "".join([hex(int(i,2))[2:].zfill(2) for i in xbin]))

x=1.1+2.2
print_as_octave_bit_hex(x)
print(" ")
print_as_octave_native_bit_hex(x)
3.3000000000000003 = 0x1.a666666666667p+1 = 3.300000000000000266453525910037569701671600341796875
representation in format 'bit' and 'hex' of octave
with spaces separating each byte
01000000 00001010 01100110 01100110 01100110 01100110 01100110 01100111 = 40 0a 66 66 66 66 66 67
without spaces separating the bytes
0100000000001010011001100110011001100110011001100110011001100111 = 400a666666666667

3.3000000000000003 = 0x1.a666666666667p+1 = 3.300000000000000266453525910037569701671600341796875
representation in format 'native-bit' and 'native-hex' of octave
with spaces separating each byte
11100110 01100110 01100110 01100110 01100110 01100110 01010000 00000010 = 67 66 66 66 66 66 0a 40
without spaces separating the bytes
1110011001100110011001100110011001100110011001100101000000000010 = 6766666666660a40