Dlaczego ~ True daje -2?

W konsoli Pythona:

~True

Daje mi:

-2

Czemu? Czy ktoś może mi wyjaśnić ten konkretny przypadek w systemie binarnym?

int(True)jest 1.

1 jest:

00000001

i ~1jest:

11111110

Który jest -2w uzupełnieniu do dwóch ¹

¹ Odwróć wszystkie bity, dodaj 1 do uzyskanej liczby i zinterpretuj wynik jako binarną reprezentację wielkości i dodaj znak ujemny (ponieważ liczba zaczyna się od 1):

11111110 → 00000001 → 00000010 
         ↑          ↑ 
       Flip       Add 1

To jest 2, ale znak jest ujemny, ponieważ MSB wynosi 1.

Warte wspomnienia:

Pomyśl o tym bool, przekonasz się, że jest to numeryczny w przyrodzie - ma dwie wartości, Truei False, i są one po prostu „dostosowane” wersje liczb całkowitych 1 i 0, że tylko drukują się inaczej. Są to podklasy typu całkowitego int.

Zachowują się więc dokładnie jak 1 i 0, z tą różnicą, że boolprzedefiniowuje stri reprwyświetla je w inny sposób.

>>> type(True)
<class 'bool'>
>>> isinstance(True, int)
True

>>> True == 1
True
>>> True is 1  # they're still different objects
False

Typ Pythona booljest podklasą int(ze względów historycznych; wartości logiczne zostały dodane tylko w Pythonie 2.3).

Skoro int(True)jest 1, ~Trueto ~1jest -2.

Zobacz PEP 285, aby dowiedzieć się, dlaczego booljest to podklasa int.

Jeśli chcesz mieć odwrotność logiczną, użyj not:

>>> not True
False
>>> not False
True

Jeśli chcesz wiedzieć, dlaczego tak ~1jest -2, to dlatego, że odwracasz wszystkie bity w liczbie całkowitej ze znakiem; 00000001staje 1111110które w podpisana liczba całkowita jest liczbą ujemną, patrz uzupełnienie dwóch za :

>>> # Python 3
...
>>> import struct
>>> format(struct.pack('b', 1)[0], '08b')
'00000001'
>>> format(struct.pack('b', ~1)[0], '08b')
'11111110'

gdzie początkowy 1bit oznacza, że ​​wartość jest ujemna, a pozostałe bity kodują odwrotność liczby dodatniej minus jeden.

~True == -2nie jest zaskakujące, jeśliTrue oznacza 1 i ~ oznacza inwersję bitową ...

... pod warunkiem, że

• True można traktować jako liczbę całkowitą i
• liczby całkowite są reprezentowane w uzupełnieniu do dwóch

Edycje:

• naprawiono mieszanie reprezentacji liczb całkowitych z operatorem inwersji bitowej
• zastosowałem kolejne polerowanie (im krótszy przekaz, tym więcej pracy)