将位串转换为有符号整数

Question

我编码和解码了一堆系数（与我之前的有关）。该过程基于 RLE，其中对一堆系数进行编码，运行时编码仅关注零。简而言之，这是原始数组：

[200, -145, 0, 0, 0, 0, 51, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, -34, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 29, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]

编码为如下所示的二进制数据：

['000011001000', '11001>101101111<', '000010001110110011', '00010000111>1011110<', '00011000110011101', '000100011']

为了避免看起来像 -10010001 (-145) 的二进制数，我手动对负数执行了二进制补码（因为我找不到内置的方法）。本例中数字 (-145, -34) 的结果是 (101101111, 1011110)。为了避免混淆，我在上面的数组中标记了它们，以解决此问题。

这被填充为可以被8整除（最后一个元素的开头插入了0），分成字节并写入文件。

当我读取文件时，我成功解码了大部分内容，并且系数的数量与开始的相同。负值出现问题：

[200, 367, 0, 0, 0, 0, 51, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 94, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 29, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]

我得到了 367 而不是 -145 而不是 -34 我得到了 94。

是否有任何内置方式（或任何一种方式）将位串转换为有符号值？我觉得这可以解决我的问题。我一直找不到办法，现在卡住了。

Answer 1

对于无符号数字，字长并不重要，因为前导零在那里没有意义。比如5=101=0101=00101=0...0101。但是，对于二进制补码，字长会有所不同，因为第一位表示负数。例如，-3=101 != 0101=5。如果你不知道第一个位是什么，你就无法判断这个数是不是负数。

您的编码似乎使用了可变字宽。由于您已经可以解码数字，因此您已经知道每个单词的宽度。

# these variables should be set by your decoder
# in this case we read -145 encoded as 101101111
width = 9
word = 367

# add this to your decoder to fix the sign
firstBit = word >> (width - 1)
if (firstBit == 1):
  leadingOnes = (-1 << width)
  word = leadingOnes | word

同样可以在没有分支的情况下在单个语句中完成，但我认为这对于 CPython 来说平均来说可能更慢，而且可读性肯定更差。

word |= -(word >> (width - 1)) << width

当然你必须确保非负数是用前导 0 编码的，这样你就可以将它们与负数区分开来。

将位串转换为有符号整数

Converting bit string to signed int

signed

integer

bit

python-3.x