Немного знаний о питоне, которого вы, возможно, не знали

искусственный интеллект

1 Примечания

  • В Питоне,#Обозначает комментарий, относящийся ко всей строке.
  • ''' '''или""" """Обозначает интервальный комментарий, комментируется все, что заключено в тройные кавычки.

[Пример] Однострочный комментарий

# 这是一个注释
'''
这是多行注释，用三个单引号
这是多行注释，用三个单引号
这是多行注释，用三个单引号
'''

2 есть и ==

a = "hello"
b = "hello"
print(a is b, a == b)  # True True

a = ["hello"]
b = ["hello"]
print(a is b, a == b)  # False True

Уведомление:

  • is, is не сравнивает адреса памяти двух переменных
  • ==, != сравнить значения двух переменных
  • Две сравниваемые переменные указывают на неизменяемые типы (str и т. д.), тогда is, is и ==,! = точно эквивалентно.
  • Две сравниваемые переменные указывают на типы с переменными адресами (list, dict, tuple и т. д.), тогда между ними есть разница.

3 Приоритет операции

  • Унарные операторы лучше, чем бинарные. Например3 ** -2Эквивалентно3 ** (-2).
  • Сначала арифметические операции, затем операции сдвига и, наконец, операции с битами. Например1 << 3 + 2 & 7Эквивалентно(1 << (3 + 2)) & 7.
  • Логические операции окончательно объединяются. Например3 < 4 and 4 < 5Эквивалентно(3 < 4) and (4 < 5).

4 Найдите все свойства и методы

Используйте метод dir(), чтобы найти свойства и методы типа int ниже

b = dir(int)
print(b)

# ['__abs__', '__add__', '__and__', '__bool__', '__ceil__', '__class__',
# '__delattr__', '__dir__', '__divmod__', '__doc__', '__eq__',
# '__float__', '__floor__', '__floordiv__', '__format__', '__ge__',
# '__getattribute__', '__getnewargs__', '__gt__', '__hash__',
# '__index__', '__init__', '__init_subclass__', '__int__', '__invert__',
# '__le__', '__lshift__', '__lt__', '__mod__', '__mul__', '__ne__',
# '__neg__', '__new__', '__or__', '__pos__', '__pow__', '__radd__',
# '__rand__', '__rdivmod__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__',
# '__rfloordiv__', '__rlshift__', '__rmod__', '__rmul__', '__ror__',
# '__round__', '__rpow__', '__rrshift__', '__rshift__', '__rsub__',
# '__rtruediv__', '__rxor__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__',
# '__sub__', '__subclasshook__', '__truediv__', '__trunc__', '__xor__',
# 'bit_length', 'conjugate', 'denominator', 'from_bytes', 'imag',
# 'numerator', 'real', 'to_bytes']

Среди них есть функция bit_length, которая находит двоичное представление целого числа и возвращает его длину.

a = 1031
print(bin(a))  # 0b10000000111
print(a.bit_length())  # 11

5 тип и isinstance3

  • type()Подклассы не считаются типом суперкласса, и отношения наследования не учитываются.
  • isinstance()Он будет думать, что подкласс является своего рода родительским классом, и рассмотрит отношения наследования.

6-битная арифметика

оператор название Пример
~ побитовое отрицание ~4
& побитовое И 4 & 5
` ` побитовое ИЛИ
^ Побитовое исключающее ИЛИ 4 ^ 5
<< сдвиг влево 4 << 2
>> переместить вправо 4 >> 2 
print(bin(4))  # 0b100
print(bin(5))  # 0b101
print(bin(~4), ~4)  # -0b101 -5
print(bin(4 & 5), 4 & 5)  # 0b100 4
print(bin(4 | 5), 4 | 5)  # 0b101 5
print(bin(4 ^ 5), 4 ^ 5)  # 0b1 1
print(bin(4 << 2), 4 << 2)  # 0b10000 16
print(bin(4 >> 2), 4 >> 2)  # 0b1 1

6.1 Исходное, инверсное и дополнение

Существует три разных представления двоичного кода: исходный код, дополнительный код и дополнительный код.Компьютер использует дополнительный код для его представления.

исходный код: это его двоичное представление (обратите внимание, что есть знаковый бит).

00 00 00 11 -> 3
10 00 00 11 -> -3

дополнение: Обратный код положительного числа является исходным кодом, обратный код отрицательного числа означает, что бит знака остается неизменным, а остальные биты инвертируются (соответствует побитовой инверсии положительных чисел).

00 00 00 11 -> 3
11 11 11 00 -> -3

дополнять: Дополнением положительного числа является исходный код, а дополнением отрицательного числа является дополнение +1.

00 00 00 11 -> 3
11 11 11 01 -> -3

знаковый бит: старший бит является битом знака, 0 для положительных чисел и 1 для отрицательных чисел. Знаковый бит также участвует в побитовой операции.

6.2 Побитовые операции

  • Побитовое НЕ ~
~ 1 = 0
~ 0 = 1

~ПучокnumВсе 0 и 1 в дополнении , инвертируются (0 становится 1, 1 становится 0) Знаковый бит целого числа со знаком равен~Операция также отменяется.

00 00 01 01 -> 5
~
---
11 11 10 10 -> -6

11 11 10 11 -> -5
~
---
00 00 01 00 -> 4
  • побитовая операция И &
1 & 1 = 1
1 & 0 = 0
0 & 1 = 0
0 & 0 = 0

1, только если оба соответствующих бита равны 1

00 00 01 01 -> 5
&
00 00 01 10 -> 6
---
00 00 01 00 -> 4
  • Побитовое ИЛИ |
1 | 1 = 1
1 | 0 = 1
0 | 1 = 1
0 | 0 = 0

1 всякий раз, когда один из двух соответствующих битов равен 1

00 00 01 01 -> 5
|
00 00 01 10 -> 6
---
00 00 01 11 -> 7
  • Побитовая операция XOR ^
1 ^ 1 = 0
1 ^ 0 = 1
0 ^ 1 = 1
0 ^ 0 = 0

1, только если два соответствующих бита различны

00 00 01 01 -> 5
^
00 00 01 10 -> 6
---
00 00 00 11 -> 3

Свойства операции XOR: выполнение коммутативных и ассоциативных законов

A: 00 00 11 00
B: 00 00 01 11

A^B: 00 00 10 11
B^A: 00 00 10 11

A^A: 00 00 00 00
A^0: 00 00 11 00

A^B^A: = A^A^B = B = 00 00 01 11
  • Побитовая операция сдвига влево

num << iбудетnumДвоичное представление смещено влевоiбитовое значение.

00 00 10 11 -> 11
11 << 3
---
01 01 10 00 -> 88
  • Побитовая операция сдвига вправо >>

num >> iбудетnumДвоичное представление сдвинуто вправоiбитовое значение.

00 00 10 11 -> 11
11 >> 2
---
00 00 00 10 -> 2

6.3 Использование битовых операций для быстрых вычислений

пройти через<<,>>Быстро вычислить кратные 2 проблемы.

n << 1 -> 计算 n*2
n >> 1 -> 计算 n/2，负奇数的运算不可用
n << m -> 计算 n*(2^m)，即乘以 2 的 m 次方
n >> m -> 计算 n/(2^m)，即除以 2 的 m 次方
1 << n -> 2^n

пройти через^Быстро поменять местами два целых числа. пройти через^Быстро поменять местами два целых числа.

a ^= b
b ^= a
a ^= b

пройти черезa & (-a)Быстрый доступaявляется целым числом в 1 позиции в конце.

00 00 01 01 -> 5
&
11 11 10 11 -> -5
---
00 00 00 01 -> 1

00 00 11 10 -> 14
&
11 11 00 10 -> -14
---
00 00 00 10 -> 2

6.4 Реализация целочисленных наборов с использованием битовых операций

Двоичное представление числа можно рассматривать как набор (0 означает, что его нет в наборе, 1 означает, что он есть в наборе).

например, коллекция{1, 3, 4, 8}, что может быть выражено как01 00 01 10 10Соответствующие битовые операции также можно рассматривать как операции над множествами.

Операции над элементами и множествами:

a | (1<<i)  -> 把 i 插入到集合中
a & ~(1<<i) -> 把 i 从集合中删除
a & (1<<i)  -> 判断 i 是否属于该集合（零不属于，非零属于）

Операции между наборами:

a 补   -> ~a
a 交 b -> a & b
a 并 b -> a | b
a 差 b -> a & (~b)

Примечание. Целые числа существуют в памяти в форме дополнения, и вывод, естественно, выводится в виде дополнения.

[Пример] Язык C# выводит отрицательные числа.

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        string s1 = Convert.ToString(-3, 2);
        Console.WriteLine(s1); 
        // 11111111111111111111111111111101
        
        string s2 = Convert.ToString(-3, 16);
        Console.WriteLine(s2); 
        // fffffffd
    }
}

[Пример] Pythonbin()вывод.

print(bin(3))  # 0b11
print(bin(-3))  # -0b11

print(bin(-3 & 0xffffffff))  
# 0b11111111111111111111111111111101

print(bin(0xfffffffd))       
# 0b11111111111111111111111111111101

print(0xfffffffd)  # 4294967293

0b11
-0b11
0b11111111111111111111111111111101
0b11111111111111111111111111111101
4294967293

Насколько это подрывное познание, мы можем видеть из результатов:

  • ПитонbinОтрицательное число (десятичное представление), выход — двоичное представление его исходного кода плюс знак минус, гигантская яма.
  • Целые числа в Python хранятся в форме дополнения до двух.
  • Целые числа в Python имеют неограниченную длину и не могут переполняться.

Таким образом, чтобы получить дополнение отрицательного числа (десятичное представление), его необходимо вручную объединить с шестнадцатеричным числом.0xffffffffВыполните побитовую операцию И, а затем передайте ееbin()Результатом является дополнительное представление отрицательного числа.

Категории