用Python编写16位二进制正数的二元补码

Question

我必须只使用循环，而不是任何特殊的内置python库函数。 假设输入是0000000000000110，我想要的输出是1111111111001。你知道吗

我知道有两种方法可以做到这一点，但我对其中至少一种在python中工作的编程感到不安。你知道吗

第一种方法： 循环所有数字，如果是0，则将其更改为1，如果是1，则将其更改为0。这是一的补充。这不是问题。 然后在最右边的二进制位上加1个基2，生成二者的补码。这个方法的问题是，如果需要携带1，那么在整个位相加时携带1。你知道吗

第二种方法（可能更简单）： 从最右边的位开始循环二进制数。在读取第一个1之前，不要反转数字。读取1后，不要反转第一个1。但是将所有的位反转到读取的第一个1的左边（记住我是从最右边的位开始循环数字）。你知道吗

简单8位示例） 00000110 从最右边的位开始循环数字 0（与原件无变化） 1（与原件无变化） 0（与原件相反） 1（与原件相反） 1（与原件相反） 1（与原件相反） 1（与原件相反） 1（与原件相反）

在python中将方法实现到程序中所遇到的复杂问题是，一旦读取了1，我就有一个增加1的计数器。所以我说 如果i==0或i==1： 不要倒置 如果i>；1： 倒置

但是，从下面我给出的示例中可以看出，这有一个小问题。 （例如） 1101 1 0问题：（i仍然等于1） 0 0个

当我想得到： 1101 1 1 0 0个

#second method
#input is a string
def twosComp(num) :
  pile = ""
  pile2 = ""
  pile3 = ""
  i = 0

  #reverses the order of the bits(i.e. first bit in num is the last bit in 
  #pile) 
  for bit in num :
    pile = bit + pile
  print pile

 #SUPPOSED TO DO THE TWO'S COMPLEMENT (BUT THE I COUNTER CAUSES A PROBLEM)
  for bit in pile :
   if bit == "1" :
     i += 1
   if i == 0 or i == 1 :
     if bit == "0" :
       pile2 = pile2 + "0"
     elif bit == "1" :
       pile2 = pile2 + "1"
   elif i > 1 :
     if bit == "0" :
       pile2 = pile2 + "1"
     elif bit == "1" :
       pile2 = pile2 + "0"

   #reverses the order of the bits back to the correct order
   for bit in pile2 :
     pile3 = bit + pile3
   print pile3
   #>>> twosComp("1101")
   #1011
   #0001
   #pile3 the last output should be 0011


#method 1
def twosCompMOne(num) :
   pile = ""
   pile2 = ""
   pile3 = ""

   #reverses the order of the bits 
   for bit in num :
     pile = bit + pile
   print pile

  #inverts all the bits in pile
  for bit in pile :
    if bit == "0" :
      pile2 = pile2 + "1"
    if bit == "1" :
      pile2 = pile2 + "0"

  #reverses the order of the bits back to the correct order
  for bit in pile2 :
    pile3 = bit + pile3
  print pile3
  #Now I don't know how to do the add 1 carrying by looping  

Answer 1

你的想法是对的。在这个解决方案中，我们首先得到1的补码，然后按照您的期望将1加到结果中。需要注意的是，在二进制数中加一是相对容易的（即使是在字符串表示中）。你知道吗

关键是要跟踪运送。一旦你把“1”加到“0”上，你就不必再携带任何东西了。我们将坚持基本步骤，而不是使用花哨的算法。你知道吗

def invert(bin_string):
    """string -> string
    return the string representation of inverting every bit of a binary number
    represented by `bin_string`
    """
    return "".join("0" if i == "1" else "1" for i in bin_string)

现在是实际的2的补码

def twos_comp(bin_string):
    """string -> string
    return a string representing the 2's complement of `bin_string`
    """
    addendum = 1
    res = ""
    for i in invert(string)[::-1]:
        if not addendum:
            res = i + res
        elif i == "0":
            res = "1" + res
            addendum = 0
        else:
            res = "0" + res
    return res

根据这个定义：

>>> twos_comp("1101")
'0011'
>>> twos_comp("110110")
'001010'

如期而至