為什么逐位移位會在Python和Java中返回不同的結果？

Question

我正在嘗試將一些功能從Java應用程序移植到Python。

在Java中

System.out.println(155 << 24);

返回：-1694498816

在Python中：

print(155 << 24)

返回2600468480

許多其他按位操作在兩種語言中都以相同的方式工作。 為什么這兩個操作會有不同的結果？

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編輯：我正在嘗試在python中創建一個函數來復制左移位運算符在Java中的工作方式。 有點像：

def lshift(val, n):
    return (int(val) << n) - 0x100000000

然而，這似乎不正確（我認為）它會使所有數字都變為負數？

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編輯2：幾個小時后，我已經決定使用Python來完成這項工作並不是最好的想法，並且會將Java應用程序的一部分用作現有Python應用程序的微服務。

Answer 1

Java具有32位固定寬度整數，因此155 << 24將最高設置位155 （即位7，將位數從零計數，因為155大於2 ⁷但小於2 ⁸ ）移位到符號位（第31位）你得到一個負數。

Python具有任意精度的整數，因此155 << 24在數值上等於正數155×2 ²⁴

Answer 2

以下是將Python整數轉換為等效Java signed int 3種不同方法。 請注意，如果參數寬於32位，這些函數將無法正常工作，因此您可能希望在調用參數之前對參數使用位屏蔽。

第一種方法是使用struct模塊將數字解釋為32位無符號整數，將其打包成字節（使用本地字節序約定），然后解壓縮這些字節，將它們解釋為32位有符號整數。 另外兩種方法使用簡單的算法而沒有函數調用，所以它們更快，但我猜它們有點難以閱讀。

這段代碼是在運行Python 2.6.6的32位機器上編寫的，但它應該在任何體系結構和Python版本上正確運行（除非它非常古老:)）。

from __future__ import print_function
from struct import pack, unpack

def ulong_to_long_pack(u):
    ''' using pack & unpack '''
    ubytes = pack('L', u)
    return unpack('l', ubytes)[0]

def ulong_to_long_sub(u):
    ''' using subtraction '''
    return u - (1<<32) if u >= (1<<31) else u

def ulong_to_long2_xor(u):
    ''' using exclusive OR '''
    return u ^ ~((1<<32)-1) if u & (1<<31) else u

funcs = (ulong_to_long_pack, ulong_to_long_sub, ulong_to_long2_xor)

# test
for ulong_to_long in funcs:
    print(ulong_to_long.__doc__)

    u = 2600468480
    print(u, ulong_to_long(u))

    big = 1<<31
    for u in range(big - 3, big + 3):
        print(u, ulong_to_long(u))

    print()

產量

 using pack & unpack 
2600468480 -1694498816
2147483645 2147483645
2147483646 2147483646
2147483647 2147483647
2147483648 -2147483648
2147483649 -2147483647
2147483650 -2147483646

 using subtraction 
2600468480 -1694498816
2147483645 2147483645
2147483646 2147483646
2147483647 2147483647
2147483648 -2147483648
2147483649 -2147483647
2147483650 -2147483646

 using exclusive OR 
2600468480 -1694498816
2147483645 2147483645
2147483646 2147483646
2147483647 2147483647
2147483648 -2147483648
2147483649 -2147483647
2147483650 -2147483646

Answer 3

在java中使用long來獲得相同的結果

System.out.println(155L << 24);

代替

System.out.println(155 << 24);

Long是4字節長度，因此對於python整數的上下文，精度是相同的。