python - 二进制补码函数为 -1 输出错误结果
问题描述
我正在为 FPGA 程序生成输入以使用梯形积分方法。基本上,这里感兴趣的函数是invert()
和twos_comp()
函数;剩下的只是测试(创建一个方波信号,然后迭代并将其转换为二进制补码)。
signals = []
bit_signals = []
def invert(bit_val):
new_val = []
for i in bit_val:
new_val.append(str(int(not(int(i)))))
return ''.join(new_val)
def twos_comp(val):
if val < 0:
bin_val = format(val, '08b')[1:]
return format(int(invert(bin_val),2) + int('1', 2), '08b')
else:
bin_val = format(val, '08b')[1:]
return bin_val
x = 0
signal = 1
while x <= 25:
if x % 2 == 0:
signal*=-1
signals.append(signal)
x+=1
print(signals)
for i in signals:
bit_signals.append(twos_comp(i))
print(bit_signals)
这里的问题是,这会将 1 的二进制补码输出为 01111111,而不是invert()
1111111 twos_comp()
。我认为这一定是与线有关的东西
return format(int(invert(bin_val),2) + int('1', 2), '08b')
但是在 SO 和谷歌上环顾四周,这就是其他人处理二进制添加的方式。
请注意,所有输入都twos_comp()
将是 8 位。关于为什么这不起作用的任何帮助将不胜感激。没有完全错误,只是输出不正确。
您可以在此处运行代码。
解决方案
val
当is时单步执行这些值-1
:
>>> format(-1, '08b')
'-0000001'
您可能已经发现了错误——<code>08b 表示 8 个字符宽,而不是 8 位数字。对于负数,-
占 1 个字符,所以你只能得到 8 位数字。但是,如果不清楚为什么这是一个问题,让我们继续:
>>> format(val, '08b')[1:]
'0000001'
>>> invert('0000001')
'1111110'
>>> int(invert('0000001'), 2)
126
>>> int('1', 2) # BTW, why do you need this instead of just 1, exactly?
1
>>> 126 + 1
127
>>> format(127, '08b')
01111111
如果您想要一个 hacky 解决方案(我怀疑您会这样做,因为您已经在整个地方的字符串和数字之间来回切换),只需执行以下操作:
bin_val = format(val, '09b')[-8:]
这对正数和负数都有效。
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