將負值 integer 轉換為 python 中的 32 位二進制

Question

我想創建一個 function，它提供以下內容

32_bit_binary(-1) should be '11111111111111111111111111111111'
32_bit_binary(1) should be  '00000000000000000000000000000001'

現在我給出了以下代碼

def 32_bit_binary(num_bits):
return '{:032b}'.format(num_bits)

但是當我給這個

print(32_bit_binary(-1))

它來了-00000000000000000000000000000001

代碼有什么問題？

Answer 1

正如@gspr 所說，以 2 為基數的格式並不能為您提供實際的表示形式。 您可以通過屏蔽負數 integer 來解決它，為了按位運算，它有無限多的前導 1，低至 32 位：

return f"{num_bits & 0xffff_ffff:032b}"

Answer 2

{:032b}之類的字符串格式不會為您提供數字的實際表示形式。 它只是以 base-2 寫入數字。 那是一個純粹的數學運算。 實現細節，如計算機如何表示所述數字（如使用二進制、對負數使用 2 的補碼等）不在那些字符串格式化操作的 scope 中。

獲得 Python 中值的實際表示的一個好方法是struct模塊。 例如， struct.pack("@i", -1)返回字節b'\xff\xff\xff\xff' 。 以二進制形式打印該字節串留給讀者作為練習。

PS：除了-1之外的數字，你可能會對 struct.pack 的struct.pack感到驚訝。 您要查找的術語是字節序，以及我的struct.pack格式字符串中的@ 。