python3：如何获得二进制数的逻辑补（否定），例如。 '010' => '101'？答案

【问题标题】：python3: How to get logical complement (negation) of a binary number, eg. '010' => '101'?python3：如何获得二进制数的逻辑补（否定），例如。 '010' => '101'？
【发布时间】：2011-08-22 15:14:47
【问题描述】：

也许我遗漏了一些东西，但我找不到一个简单的方法来完成这个简单的任务。当我通过“~”运算符对二进制数求反时，由于二进制补码，它返回一个负数：

>>> bin(~0b100010) # this won't return '0b011101'
'-0b100011'

如果我只想将 0 转换为 1，反之亦然，就像在经典的逻辑补码中一样？

【问题讨论】：

标签： python-3.x bit-manipulation complement negation

【解决方案1】：

>>> bin(0b111111 ^ 0b100010)
'0b11101'
>>>

【讨论】：

Xor-ing 与全 1 掩码似乎确实是最佳实践。必须注意掩码长度，即必须具有相同的位数。

【解决方案2】：

你的答案是一个函数：

def complement(n):
    size = len(format(n, 'b'))
    comp = n ^ ((1 << size) - 1)
    return '0b{0:0{1}b}'.format(comp, size)

>>> complement(0b100010)
'0b011101'

我让它保留了原始的位长。 int 构造函数不关心前导零：

>>> complement(0b1111111100000000)
'0b0000000011111111'

>> int(complement(0b1111111100000000), 2)
255

【讨论】：

【解决方案3】：

超级讨厌：

>>> '0b' + ''.join('10'[int(x)] for x in format(0b100010,'b')).lstrip('0')
'0b11101'

【讨论】：

【解决方案4】：

这是另外几个函数，它们返回我得出的数字的补码。

单行：

def complement(c):
    return c ^ int('1'*len(format(c, 'b')), 2)

更数学的方式：

def complement(c):
    n=0
    for b in format(c, 'b'): n=n<<1|int(b)^1
    return n

此外，使用 functools 对最后一个进行单行化（例如巴洛克式）：

def complement(c):
    return functools.reduce( lambda x,y: x<<1|y, [ int(b)^1 for b in format(c, 'b') ])

最后，第一个使用 math.log 计算二进制数字的无用的书呆子变体：

def complement(c):
    c ^ int('1' * math.floor(math.log((c|1)<<1, 2)), 2)

【讨论】：

【解决方案5】：

另一个函数更像是补充整数的“Hack”。您可以使用相同的逻辑来补充二进制。想知道为什么我没有遇到可以做同样事情的 python 外部库。下一个版本的 Python 应该会在内置函数中解决这个问题

定义补码（x）：

b = bin(x)[2:]
c= []
for num in b:
    if num == '1': c.append('0')
    elif num == '0': c.append('1')

cat = ''.join(c)
res = int(cat, 2)
return print(res)

【讨论】：