python中2的数字补码

Question

我写的代码将有负数和正数，所有16位长，其中MSB是符号aka 2的补码。这意味着我能得到的最小数是-32768，它是1000 0000 0000 0000的两个补码形式。我能得到的最大值是32767，也就是0111 1111 1111 1111。

我遇到的问题是python用与正数相同的二进制表示法来表示负数，只需在前面加一个减号，即-16384显示为-0100 0000 0000 0000。我想为像-16384这样的数字显示的是1100 0000 0000 0000。

我不太清楚这是怎么编码的。这是我的密码。基本上，如果这个数字在180到359之间，它将是负数。我要把这个表现成一个二人行的价值观。我没有任何代码来显示它，因为我真的不知道怎么做。

def calculatebearingActive(i):

    numTracks = trackQty_Active
    bearing = (((i)*360.0)/numTracks)
    if 0< bearing <=179:
        FC = (bearing/360.0)
        FC_scaled = FC/(2**(-16))
        return int(FC_scaled)

    elif 180<= bearing <=359:
        FC = -1*(360-bearing)/(360.0)
        FC_scaled = FC/(2**(-16))
        return int(FC_scaled)

    elif bearing ==360:
        FC = 0
        return FC

Answer 1

如果你在做类似的事情

format(num, '016b')

要将数字转换为2的补码字符串表示形式，您需要在串接负数之前实际取负数的2补码：

format(num if num >= 0 else (1 << 16) + num, '016b')

或者改成65536：

format(num % (1 << 16), '016b')

Answer 2

如果你真的想用16位存储数字，你可以使用struct。

import struct

>>> struct.pack('h', 32767)
'\xff\x7f'
>>> struct.pack('h', -32767)
'\x01\x80'

可以使用unpack解包

>>> a = struct.pack('h', 32767)
>>> struct.unpack('H', a)
32767

Answer 3

一个值的二补是一补加一。

基于此，您可以编写自己的转换函数：

def to_binary(value):
    result = ''
    if value < 0:
        result = '-'
        value = ~value + 1
    result += bin(value)
    return result

结果如下：

>>> to_binary(10)
'0b1010'
>>> to_binary(-10)
'-0b1010'

编辑：要显示前面没有减号的位，可以使用以下功能：

def to_twoscomplement(bits, value):
    if value < 0:
        value = ( 1<<bits ) + value
    formatstring = '{:0%ib}' % bits
    return formatstring.format(value)

>>> to_twoscomplement(16, 3)
'0000000000000011'
>>> to_twoscomplement(16, -3)
'1111111111111101'