“~”（颚化符）运算符在Python中的应用

Question

我刚刚通过this question发现了Python中的bitwise complement unary operation，并一直在尝试为它设计一个实际的应用程序，如果不是，则确定重载操作符（通过重写__invert__方法）以用于其他用途是否通常是安全的。问题中给出的示例使用TypeError失败，并且提供的link看起来相当吓人。这里有一些摆弄来查看使用中的~：

from bitstring import BitArray

x = 7

print(~x)
# -8

print(BitArray(int=x, length=4).bin)
# '0111'

print(BitArray(int=~x, length=4).bin)
# '1000'

print(~~True, ~~False)
# 1 0

for i in range(-100, 100):
    assert i + ~i == -1
    assert i ^ ~i == -1
    assert bool(i) == ~~bool(i)

是否有任何我应该知道的关于这个操作符的有效用例的例子？即使存在，对于int以外的类型重写此运算符通常可以接受吗？

Answer 1

按位NOT运算符的标准用例是按位操作，就像按位和&、按位或|、按位异或^、按位移位<<和>>。虽然它们很少用于更高级别的应用程序，但有时仍需要进行按位操作，所以这就是它们存在的原因。

当然，您可以为自定义类型覆盖这些类型，一般来说，这样做时不需要遵循任何特定的语义。只需选择对您的类型有意义的内容，以及在某种程度上仍然适合操作员的内容。

如果操作不清楚，并且用一两个词更好地解释，则应使用标准方法。但是，在某些情况下，特别是在处理与数字相关的类型时，可能会有一些类似数学的操作适合按位运算符，因此可以使用这些操作。

就像覆盖标准运算符（如+和-）仅用于有意义的操作一样，应该尝试对按位运算符执行相同的操作。

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~~True, ~~False给出(1, 0)的原因是bool类型没有定义自己的__invert__操作。然而，int确实如此，bool实际上是int的一个子类型。因此bool实际上继承了所有位运算符和算术运算符的逻辑。这就是为什么True + True == 2等

Answer 2

可以将该运算符与求反运算符（-）结合使用，将数字增加1。例如：

x = 5
assert -~x == 6

这是我使用~运算符的唯一实用方法。除数字外，它还可以用于任何其他用途，通常依赖于上下文，并且通常会增加理解代码的复杂性。 对于C++、SWIFT、Ruby等语言，可以将这个操作符重载为任何东西，有时会使代码很难快速消化

Answer 3

Are there any examples of valid use-cases for this operator that I should be aware of? And even if there are, is it generally acceptable to override this operator for types other than int?

通常，您不想仅仅因为~操作符有趣就重载它。这使阅读困难。但有时，对于int以外的类型，这样的重载是有意义的。Take a look at how SQLAlchemy puts it to good use.