将伪代码转换为Python

Question

我先说明一下，这个问题是关于作业的，但这不是作业的内容。作业是用噪声来制作酷炫的图形。我对Python有一点经验，但还不够，无法搞定这个简单的问题。

我在生成一个范围在[-1,1]之间的随机数时遇到了困难。老师给我的伪代码来自Hugo Elias。

伪代码如下：

function Noise1(integer x, integer y)
    n = x + y * 57
    n = (n<<13) ^ n;
    return ( 1.0 - ( (n * (n * n * 15731 + 789221) + 1376312589) & 7fffffff) / 1073741824.0);    
  end function

我在Python中的尝试：

def noise(x, y):
    n = x + y * 57
    n = (n<<5) ^ n;
    return ( 1.0 - ( (n * (n * n * 15731 + 789221) + 1376312589) & 7fffffff) / 1073741824.0)

问题出在返回语句中的& 7fffffff这个操作上。首先，我不太明白这个操作是什么，可能是位移操作？其次，我不知道在Python中怎么做这个操作。我刚把那部分去掉了，但得到的结果是很大的负数，完全不在[-1,1]的范围内。

Answer 1

问题出在返回语句中的 & 7fffffff 这个部分。首先，我不太明白这个操作是什么。可能是位移操作吗？

这是一个位掩码。<< 是用来进行位移的，而 & 是位与操作。7fffffff 是一个十六进制的数字，如果把它转换成二进制的话，会有31位，全部都是1。这样做的效果是选取这个值的低31位。

为了让Python知道 7fffffff 是一个十六进制数字，你需要在前面加上 0x，所以它应该写成 0x7fffffff。

其次，我不太确定在Python中怎么做这个操作。

和伪代码中的做法一样（也就是用 &）。

Answer 2

我把你代码里的 7FFFFFFF 替换成了 0x7FFFFFFF，然后试着输入了一些随机值，结果我得到的所有答案都在 [-1, 1] 这个范围内。

Answer 3

&这个符号表示的是按位与（bitwise AND）。
而^这个符号表示的是按位异或（bitwise XOR）。

另外，7FFFFFFF是一个十六进制（HEX）数字。
在编程中，你可以用0x来表示一个十六进制数字，所以7FFFFFFF可以写成0x7FFFFFFF。
这里有一些关于十六进制数字的进一步阅读。

在Python中，想要进行按位与运算，你只需要用& 0x7FFFFFFF就可以了。
想了解更多，可以查看Python中的按位运算。