Python 中十六进制数的补码

Question

a 和b（十六进制）下方，表示二进制补码有符号二进制数。 例如：

a = 0x17c7cc6e
b = 0xc158a854

现在我想知道以 10 为基数的 a 和 b 的符号表示。觉得问这个很傻。我不关心额外的图书馆，但答案应该简单明了。背景：a 和 b 是从 UDP 数据包中提取的数据。我无法控制格式。所以请不要给我一个假设我可以事先更改这些变量格式的答案。

我已经将 a 和 b 转换为以下内容：

aBinary = bin(int(a, 16))[2:].zfill(32) => 00010111110001111100110001101110 => 398969966
bBinary = bin(int(b, 16))[2:].zfill(32) => 11000001010110001010100001010100 => -1051154348

我正在尝试做这样的事情（不起作用）：

if aBinary[1:2] == 1:
aBinary = ~aBinary + int(1, 2)

在 python 中执行此操作的正确方法是什么？

Answer 1

为什么不使用

ctypes ？

>>> import ctypes
>>> a = 0x17c7cc6e
>>> ctypes.c_int32(a).value
398969966
>>> b = 0xc158a854
>>> ctypes.c_int32(b).value
-1051154348

Answer 2

在 Python 中执行此操作的一个好方法是使用按位运算。例如，对于 32 位值：

def s32(value):
    return -(value & 0x80000000) | (value & 0x7fffffff)

将此应用于您的价值观：

>>> s32(a)
398969966
>>> s32(b)
-1051154348

此函数的作用是对值进行符号扩展，以便使用正确的符号和值正确解释它。

Python 有点棘手，因为它使用任意精度的整数，因此负数被视为有无限系列的前导 1 位。例如：

>>> bin(-42 & 0xff)
'0b11010110'
>>> bin(-42 & 0xffff)
'0b1111111111010110'
>>> bin(-42 & 0xffffffff)
'0b11111111111111111111111111010110'

Answer 3

>>> import numpy
>>> numpy.int32(0xc158a854)
-1051154348

Answer 4

您至少必须知道数据的宽度。例如，0xc158a854 有 8 个十六进制数字，因此它必须至少有 32 位宽；它似乎是一个无符号的 32 位值。我们可以使用一些位运算来处理它：

In [232]: b = 0xc158a854

In [233]: if b >= 1<<31: b -= 1<<32

In [234]: b
Out[234]: -1051154348L

这里的 L 表示 Python 2 已经切换到 long 处理值；它通常并不重要，但在这种情况下表明我一直在使用此安装的公共 int 范围之外的值。从UDP包等二进制结构中提取数据的工具是

struct.unpack；如果你只是告诉它你的值首先是有符号的，它会产生正确的值：

In [240]: s = '\xc1\x58\xa8\x54'

In [241]: import struct

In [242]: struct.unpack('>i', s)
Out[242]: (-1051154348,)

假设二进制补码表示；一个的补码（例如 UDP 中使用的校验和）、符号和大小或 IEEE 754 浮点数是一些不太常见的数字编码。

Answer 5

另一个现代解决方案：

>>> h = 0xc158a854
>>> int.from_bytes(bytes.fromhex(hex(h)[2:]), byteorder='big', signed=True)
-1051154348

Answer 6

2^31 = 0x80000000（符号位，二进制补码表示-2^31）

2^31-1 = 0x7fffffff（所有正位）

因此 (n & 0x7fffffff) - (n & 0x80000000) 将正确应用符号

你甚至可以这样做，n - ((n & 0x80000000)

<<1) to subtract the msb value twice

或者最后有 (n & 0x7fffffff) | -(n & 0x80000000) 只是合并负位，而不是减去

def signedHex(n): return (n & 0x7fffffff) | -(n & 0x80000000)

signedHex = lambda n: (n & 0x7fffffff) | -(n & 0x80000000)

Answer 7

value=input("enter hexa decimal value for getting compliment values:=")
highest_value="F"*len(value)
resulting_decimal=int(highest_value,16)-int(value,16)
ones_compliment=hex(resulting_decimal)
twos_compliment=hex(r+1)
print(f'ones compliment={ones_compliment}\n twos complimet={twos_compliment}')