为什么这种 PowerShell 位操作会产生与 Python 不同的输出？答案

【问题标题】：Why is this PowerShell bit manipulation producing different output than Python?为什么这种 PowerShell 位操作会产生与 Python 不同的输出？
【发布时间】：2017-02-01 00:24:43
【问题描述】：

我有一个 Python 和 PowerShell 脚本，打算做同样的事情。当我在两个脚本中执行“非”运算符，然后 -1 % 256 操作时，我得到不同的输出：

PowerShell

-bnot 0: -1
(-1 % 256): -1

Python

(~0): -1
(-1 % 256): 255

而且，在不同的系统上，我再次从 PowerShell 获得不同的输出：

PowerShell

-bnot 0:  18446744073709551615
18446744073709551615 % 256: 255

Python

-bnot 0: -1
(-1 % 256): 255

如何让我的 PowerShell -bnot 和 % 运算符每次都产生与 Python 脚本相同的输出？ PowerShell 版本相同。

【问题讨论】：

明确强制数字类型？在第二个例子中，你得到一个无符号整数。
你知道 Python 用的是什么吗？以及我将如何在 PowerShell 中强制执行此操作？
我周围没有窗户，但我想像-bnot [int]0 这样的东西应该可以。
不，我认为这不起作用。
实际上是 PowerShell v2.0 或更高版本？什么操作系统，哪个 PowerShell 主机（控制台或 ISE 或其他？）什么 Python 版本？没有配置文件的 PowerShell？这两个系统有什么不同？你实际上是在做如图所示的测试，还是在使用变量？如果是这样，PowerShell 中的 $x.GetType() 和 Python 中的 type(x)，它们是什么？

标签： powershell bit-manipulation powershell-2.0 bit twos-complement

【解决方案1】：

事实证明，正确的答案是 PowerShell 不像其他语言那样处理带负数的模数。

How to get PowerShell to perform modulus on negative numbers correctly.

【讨论】：

【解决方案2】：

第一个例子的解释是，在 PowerShell（与 .NET 上的大多数其他语言实现一样）% 是 remainder 运算符，而不是 modulus 运算符.埃里克·利珀特explains the difference in this article.

在第二个示例中，您似乎将二进制 NOT 运算符应用于无符号 64 位整数。一个无符号整数显然不能是负数，所以你看到的正确的是应用 NOT 到 0x0 的整数表示：

PS C:\> -bnot [int]0
-1
PS C:\> -bnot [uint64]0
18446744073709551615

PS C:\> ([int]0).ToString('X2').PadLeft(8,'0')
00000000
PS C:\> ([int]-1).ToString('X2').PadLeft(8,'0')
FFFFFFFF
PS C:\> ([uint64]0).ToString('X2').PadLeft(16,'0')
0000000000000000
PS C:\> ([uint64]18446744073709551615).ToString('X2').PadLeft(16,'0')
FFFFFFFFFFFFFFFF

对于模运算，你可以添加除数，直到被除数大于或等于0：

$i = -1
$d = 256
while($i -lt 0){
    $i += $d
}
$i % 256

在模运算的大多数实际应用中，将除数相加一次就足够了：

$r = ($i + $d) % $d

【讨论】：