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如何在Python中表示和使用n位向量?

bitvector bitarray bit-manipulation python

oligofren · 技术社区 · 15 年前

在我目前正在做的一个作业中,我们需要使用位向量,但我不确定如何在Python中做到这一点。它们应该能够从4位到20位。我以前从未使用过位向量,但我想应该创建一个无符号字节数组,您可以使用常用的AND/OR/XOR操作来操作它。

这个 重要限制 任何

我想我知道如何使用8位无符号字节数组在C中实现这一点: e、 g.要将调零数组的第18位转换为1,我将执行以下操作

但是,由于Python是动态类型的,并且没有内置的数组类型,我将如何以Python的方式来实现这一点呢?

7 回复 | 直到 15 年前

Boris Verkhovskiy Brian Clapper 4 年前

图书馆 BitVector 是用于此目的的纯Python库,应该适合您指定的需要。

jpkotta 8 年前

我很惊讶没有人提到 int s(或者我猜是 long 在Python2中)。 int

x = 0 # empty
x |= 1<<19 # set bit 19
x &= ~(1<<19) # clear bit 19
x ^= 1<<19 # toggle bit 19
x = ~x # invert *all* bits, all the way to infinity
mask = ((1<<20)-1) # define a 20 bit wide mask
x &= mask # ensure bits 20 and higher are 0
x ^= mask # invert only bits 0 through 19

(x >> 19) & 1 # test bit 19
(x >> 16) & 0xf # get bits 16 through 20.

我用它来表示数百位长的位向量。

ezod 15 年前

这个 bitarray

Ignacio Vazquez-Abrams 15 年前

[False] * 20

gruszczy 15 年前

使用 struct 模块。

lonetwin 8 年前

有点过时了,但为了比较起见,我将在这里留下另一个stdlib选项。使用 ctypes 模块。

例如:

有可能(如何)表达一个大小为20的位向量吗? 我想做一个24位/3字节的向量,忽略4位

class Simple(ctypes.LittleEndianStructure):
    _pack_ = 1
    _fields_ = [
                 ('one', ctypes.c_ubyte, 8),
                 ('two', ctypes.c_ubyte, 8),
                 ('three', ctypes.c_ubyte, 8)
               ]

s = Simple(0, 2, 256)
bytearray(s)        # bytearray(b'\x00\x02\x00')
s = Simple(0, 2, 255)
bytearray(s)        # bytearray(b'\x00\x02\xff')

class Simple(ctypes.BigEndianStructure):
    _pack_ = 1
    _fields_ = [
                 ('one', ctypes.c_ubyte, 8),
                 ('two', ctypes.c_ubyte, 8),
                 ('three', ctypes.c_ubyte, 8)
               ]

s = Simple(0, 2, 256)
bytearray(s)        # bytearray(b'\x00\x02\x00')
s = Simple(0, 2, 255)
bytearray(s)        # bytearray(b'\x00\x02\xff')

s.two |= 3
bytearray(s)        # bytearray(b'\x00\x03\xff')

class bit_vector(Structure):
    _fields_ = [('bits', c_uint32, 24),
                ('unused', c_uint32, 8),
                ]

bv = bit_vector()
# turn on the 18th bit -- being explicit just to demo it
bv.bits |= int('000000000000000001000000', 2)
bin(bv.bits)   # 0b1000000

Janus Troelsen 12 年前

还有纯Python python-bitstring (支持Python 3)。