【问题标题】:How do I perform a XOR calculation of two binary numbers in excel 2007如何在 excel 2007 中执行两个二进制数的 XOR 计算
【发布时间】:2018-01-18 07:01:09
【问题描述】:

我想对两个二进制数进行 XOR 计算,例如:在 Sheet 1 上

Range A1 = 10101010
Range A2 = 11100010

现在我需要对 A1 执行 XOR,A2 结果为 A3。我尝试了不同的公式的两个执行 XOR 计算,例如:A1^A2, (BITXOR (A1, A2)) 但不幸的是它没有工作我认为因为我使用的是 excel 2007 “XOR”不支持。

我期待1001000 的结果。

【问题讨论】:

标签: excel excel-formula


【解决方案1】:

首先,您应该注意 Excel 2013 之前的 Excel 没有内置的位运算符或函数(即使操作数是数字,Excel 的 OR() 函数也是逻辑的)。 Excel 2013 终于添加了这个明显缺失的功能。

使用 VBA

最简单的方法是创建一个用户定义函数来完成它。如果您准备好使用十进制输出、辅助列或非常重复的连接公式,则公式可以工作,但 VBA 可以解决这些限制 - 如果您能够在工作簿中包含代码,我建议您使用它。

十进制输入,十进制输出

以下示例仅公开了内置的按位运算符,可用作 Excel 公式中的函数。我假设是整数类型,尽管您可以将其更改为接受小数等。

您可以使用 Excel 内置的 BIN2DEC() 函数将字符串二进制数(例如“1010”)转换为小数(上例中为 10),尽管这只处理 9 位 + 符号位,或者您可以使用数组公式为您转换它(请参阅下面的“使用公式”部分)。

Public Function BITWISE_OR(operand1, operand2)
   BITWISE_OR = CLng(operand1) Or CLng(operand2)
End Function
Public Function BITWISE_AND(operand1, operand2)
   BITWISE_AND = CLng(operand1) And CLng(operand2)
End Function
Public Function BITWISE_XOR(operand1, operand2)
   BITWISE_XOR = CLng(operand1) Xor CLng(operand2)
End Function

将数字结果转换回二进制字符串对于公式来说非常烦人 - 如果您需要的范围超过 Excel 内置的 DEC2BIN()(微不足道的 -512 到 +511)函数所涵盖的范围,那么我建议您使用 VBA (见下文),或使用列或行逐位构建二进制字符串(请参阅下面的“使用公式”部分)。

二进制字符串输入,二进制字符串输出

下面的内容本质上是遍历一个字符串,根据输入字符串中的相应位依次设置每个位。它使用Mid$ 语句就地对字符串执行位更改。位串可以是任意长度。

下面看起来很复杂,但实际上是相同的基本内容,对 And、Or 和 XOr 重复 3 次。

'str1, str2: the two bit strings. They can be different lengths.
'significantDigitsAreLeft: optional parameter to dictate how different length strings should be padded. Default = True.
Public Function Bitstr_AND(str1 As String, str2 As String, Optional significantDigitsAreLeft As Boolean = True)
    Dim maxLen As Long, resStr As String, i As Long
    If Len(str1) > Len(str2) Then maxLen = Len(str1) Else maxLen = Len(str2) 'get max length of the two strings
    str1 = getPaddedString(str1, maxLen, significantDigitsAreLeft) 'pad left or right to the desired length
    str2 = getPaddedString(str2, maxLen, significantDigitsAreLeft) 'pad left or right to the desired length
    resStr = String$(maxLen, "0") 'prepare the result string into memory (Mid$ can operate without creating a new string, for performance)
    For i = 1 To maxLen
        If Mid$(str1, i, 1) = "1" And Mid$(str2, i, 1) = "1" Then
            Mid$(resStr, i, 1) = "1" 'in-place overwrite of the existing "0" with "1"
        End If
    Next i
    Bitstr_AND = resStr
End Function
'For explanatory comments, see Bitstr_AND
Public Function Bitstr_OR(str1 As String, str2 As String, Optional significantDigitsAreLeft As Boolean = True)
    Dim maxLen As Long
    Dim resStr As String
    Dim i As Long
    If Len(str1) > Len(str2) Then maxLen = Len(str1) Else maxLen = Len(str2)
    str1 = getPaddedString(str1, maxLen, significantDigitsAreLeft)
    str2 = getPaddedString(str2, maxLen, significantDigitsAreLeft)
    resStr = String$(maxLen, "0")
    For i = 1 To maxLen
        If Mid$(str1, i, 1) = "1" Or Mid$(str2, i, 1) = "1" Then
            Mid$(resStr, i, 1) = "1"
        End If
    Next i
    Bitstr_OR = resStr
End Function
'For explanatory comments, see Bitstr_AND
Public Function Bitstr_XOR(str1 As String, str2 As String, Optional significantDigitsAreLeft As Boolean = True)
    Dim maxLen As Long
    Dim resStr As String
    Dim i As Long
    If Len(str1) > Len(str2) Then maxLen = Len(str1) Else maxLen = Len(str2)
    str1 = getPaddedString(str1, maxLen, significantDigitsAreLeft)
    str2 = getPaddedString(str2, maxLen, significantDigitsAreLeft)
    resStr = String$(maxLen, "0")
    For i = 1 To maxLen
        If Mid$(str1, i, 1) = "1" Then
            If Not Mid$(str2, i, 1) = "1" Then
                Mid$(resStr, i, 1) = "1"
            End If
        ElseIf Mid$(str2, i, 1) = "1" Then 'Save an If check by assuming input string contains only "0" or "1"
            Mid$(resStr, i, 1) = "1"
        End If
    Next i
    Bitstr_XOR = resStr
End Function
'Helper to pad string
Private Function getPaddedString(str As String, length As Long, padLeft As Boolean) As String
    If Len(str) < length Then
        If padLeft Then
            getPaddedString = String$(length - Len(str), "0") & str
        Else
            getPaddedString = str & String$(length - Len(str), "0")
        End If
    Else
        getPaddedString = str
    End If
End Function

使用公式

您可以使用 Text 函数或 Sumproduct 进行 XOR 运算。如果您不想使用 VBA,这可能更合适,但公式很难确保涵盖所有情况,例如否定或不同长度的二进制字符串。关于使用 Sumproduct 的示例,我推荐您参考出色的博客文章 http://www.excelhero.com/blog/2010/01/5-and-3-is-1.html,以及使用文本函数的示例 http://chandoo.org/wp/2011/07/29/bitwise-operations-in-excel/

我编写了自己的公式来处理某些情况,并在下面解释它们以指导您。

二进制字符串输入,十进制输出

在下文中,A2 和 B2 指的是最多 32 位字符串形式的两个二进制数。字符串可以是可变长度,因为公式将用 0 填充到必要的长度。如何将其增加到更多位应该很明显。它们必须使用 Ctrl+Shift+Enter 输入。

最重要的位在左边。为了让它的最低有效位在左边,你可以去掉 2 部分的幂中的小减法,并让它向右填充。

位与:

=SUM((((MID(REPT("0",32-LEN($A$2))&amp;$A$2,ROW($1:$32),1)="1")+(MID(REPT("0",32-LEN($B$2))&amp;$B$2,ROW($1:$32),1)="1"))=2)*(2^(32-ROW($1:$32))))

按位或:

=SUM((((MID(REPT("0",32-LEN($A$2))&amp;$A$2,ROW($1:$32),1)="1")+(MID(REPT("0",32-LEN($B$2))&amp;$B$2,ROW($1:$32),1)="1"))&gt;0)*(2^(32-ROW($1:$32))))

按位异或:

=SUM((((MID(REPT("0",32-LEN($A$2))&amp;$A$2,ROW($1:$32),1)="1")+(MID(REPT("0",32-LEN($B$2))&amp;$B$2,ROW($1:$32),1)="1"))=1)*(2^(32-ROW($1:$32))))

二进制字符串输入,二进制字符串输出

单个单元格的解决方案会很费力,因为 Excel 中没有数组连接公式。您可以使用 CONCATENATE 函数将每个位粘合在一起,每个位都是 If 比较每个二进制字符串的结果,相应地返回 1 或 0。正如我所说,虽然很容易(只需像 =IF(Mid(A1,1,1) = "1",...) 那样构建它,这会很无聊,所以我个人不会为你做;)

或者,您可以更简单地使用列或行来构建字符串,例如: 如果 A1 和 B1 有您的二进制字符串,则在 C1 中放入(对于 AND,或对于 OR,将末尾的 =2 更改为 >0,对于 XOR,将其更改为 =1):

=IF((MID($A1,1,1)="1")+(MID($B1,1,1)="1"))=2,"1","0")

然后在 D1 中放:

=C1 &amp; IF((MID($A1,COLUMN()-COLUMN($C1),1)="1")+(MID($B1,COLUMN()-COLUMN($C1),1)="1"))=2,"1","0")

然后将它拖到尽可能多的列中

【讨论】:

  • 添加了一些 UDF,用于位串输入,位串输出。
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