python中的按位运算和二进制补码答案

【问题标题】：bitwise operation and Two's complement in pythonpython中的按位运算和二进制补码
【发布时间】：2018-08-08 07:17:59
【问题描述】：

我有一个（短）数据数组，它向左移动了 4，它也是一个有符号数。我需要将它绘制在零附近。

例如：如果数组中的数字是0b0000000011111111，我将它左移4，我将得到0b000000001111。没事。

例如：如果数组中的数字是0b100011111111，我将它向左移动4，我将得到0b000010001111。很好，但现在不是负数了。

有人可以帮忙吗？

【问题讨论】：

您的问题不清楚。在这两种情况下，您都说“向左移动”，但它看起来像是向 right 移动（向最低有效位）。你的意思是“向右移动”？另外，问题本身也不清楚。你想移动负数并仍然得到一个负数吗？另外，你如何进行轮班？数字的数据格式是什么--16 位整数？它属于什么类型的变量？
我能想到的唯一解决方案是在转换之前将它们转换为正数，然后再转换为负数。 This wikipedia page 很好地解释了两个人的恭维是如何工作的。
Python 在其整数中不使用二进制补码，0b10001111111 == 2303。
@jonrsharpe 仅供参考，您最后缺少1 (0b100011111111)。

标签： python twos-complement

【解决方案1】：

如果您需要的话，您必须编写自己的 16 位值的算术右移实现。我建议你这个，很容易理解：

def arithmetic_right_shift_on_16_bits(val, n):
    # Get the sign bit
    s = val & 0x8000
    # Perform the shifts, padding with the sign bit
    for _ in range(n):
        val >>= 1
        val |= s
    return val

a = arithmetic_right_shift_on_16_bits(0b0000000011111111, 4)
print(bin(a)) # 0b1111

b = arithmetic_right_shift_on_16_bits(0b1000000011111111, 4)
print(bin(b)) # 0b1111100000001111

【讨论】：

【解决方案2】：

这在 Python 中不会发生：

>>> bin(0b0000000011111111 >> 4)  # 15
'0b1111'
>>> bin(0b100011111111 >> 4)  # 143
'0b10001111'

【讨论】：

【解决方案3】：

顺便说一句，您作为负短整数示例显示的数字不是 1，因为您只给出了 12 位。所以我假设感兴趣的数量是0b1000000011111111。由于 Python 不使用 2 的补码，因此显示为 33023。但是您可以手动进行 2 的补码：对于短整数（16 位），您只需将数字减去 0x10000。

然后你可以写：

def short_signed_right_shift(x, i):
    if x < 0 or x >= 0x10000: raise ValueError   # only accept 16 bits numbers
    return x >> i if (x < 0x7FFF) else 0x10000 + ((x - 0x10000) >> i)

然后你就可以使用它了：

>>> bin(short_signed_right_shift(0b0000000011111111, 4))
'0b1111'
>>> bin(short_signed_right_shift(0b1000000011111111, 4))
'0b1111100000001111'

【讨论】：