为什么按位左移 return 在 Python 和 Java 中得到不同的结果？

Question

我正在尝试将某些功能从 Java 应用移植到 Python。

在Java,

System.out.println(155 << 24);

Returns：-1694498816

在Python中：

print(155 << 24)

Returns 2600468480

许多其他按位运算在这两种语言中的工作方式相同。为什么这两个操作会有不同的结果？

编辑：我正在尝试在 python 中创建一个函数来复制左移运算符在 Java 中的工作方式。大致如下：

def lshift(val, n):
    return (int(val) << n) - 0x100000000

但这似乎不对，因为（我认为）它将所有数字都变成负数？

EDIT2：几个小时后，我决定将 Python 用于这项工作可能不是最好的主意，并将参与 Java 应用程序并将其用作微型现有 Python 应用程序的服务。

Answer 1

Java 具有 32 位固定宽度整数，因此 155 << 24 移动 155 的最高设置位（即第 7 位，从零开始计数，因为 155 更大比 2⁷ 但小于 2⁸) 进入符号位（第 31 位），你最终得到一个负数。

Python 具有任意精度整数，因此 155 << 24 在数值上等于正数 155 × 2²⁴

Answer 2

在java中使用long得到相同的结果

System.out.println(155L << 24);

而不是

System.out.println(155 << 24);

Long 是 4 字节长度，因此此上下文的精度与 python 整数相同。

Answer 3

这里有 3 种不同的方法可以将 Python 整数转换为其等效的 Java 有符号 int。请注意，如果参数的宽度超过 32 位，这些函数将 not 正常工作，因此您可能希望在调用它们之前对参数使用位掩码。

第一种方法是使用struct模块将数字解释为32位无符号整数，将其打包成字节（使用本地字节序约定），然后解包这些字节，将它们解释为一个 32 位有符号整数。其他两种方法使用没有函数调用的简单算术，所以它们更快，但我想它们更难阅读。

此代码是在 32 位机器运行ning Python 2.6.6 上编写的，但它应该运行在 Python 的任何体系结构和版本上都正确（除非它非常古老:))。

from __future__ import print_function
from struct import pack, unpack

def ulong_to_long_pack(u):
    ''' using pack & unpack '''
    ubytes = pack('L', u)
    return unpack('l', ubytes)[0]

def ulong_to_long_sub(u):
    ''' using subtraction '''
    return u - (1<<32) if u >= (1<<31) else u

def ulong_to_long2_xor(u):
    ''' using exclusive OR '''
    return u ^ ~((1<<32)-1) if u & (1<<31) else u

funcs = (ulong_to_long_pack, ulong_to_long_sub, ulong_to_long2_xor)

# test
for ulong_to_long in funcs:
    print(ulong_to_long.__doc__)

    u = 2600468480
    print(u, ulong_to_long(u))

    big = 1<<31
    for u in range(big - 3, big + 3):
        print(u, ulong_to_long(u))

    print()

输出

 using pack & unpack 
2600468480 -1694498816
2147483645 2147483645
2147483646 2147483646
2147483647 2147483647
2147483648 -2147483648
2147483649 -2147483647
2147483650 -2147483646

 using subtraction 
2600468480 -1694498816
2147483645 2147483645
2147483646 2147483646
2147483647 2147483647
2147483648 -2147483648
2147483649 -2147483647
2147483650 -2147483646

 using exclusive OR 
2600468480 -1694498816
2147483645 2147483645
2147483646 2147483646
2147483647 2147483647
2147483648 -2147483648
2147483649 -2147483647
2147483650 -2147483646

为什么按位左移 return 在 Python 和 Java 中得到不同的结果？

Why does bit-wise shift left return different results in Python and Java?

python

java

bit-shift

bitwise-operators

输出