python & 0xFFFFFFFF打印输出负数的补码[通俗易懂]

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

-7的有符号原码和补码表示

• -7的原码：0b1000 0111 （8位）
• -7的补码：0b1111 1001 (8位)

python中的输出

a = -7
print(bin(a))

# 输出
-0b111

python直观地打印输出了带负号的原码显示
为了能够打印输出对应的补码表示进行如下运算：

a = -7
b = a & 0xFF  # -7的补码
print(b)  # 249
print(0b11111001) 
print(bin(b)

# 输出
249  // 249原码0b11111001
249
0b11111001

也就是说与0xFF相与后得到是249的原码表示，不过刚好与-7的补码形式相同
注：0xFF是8位，相与得到的结果为8位；0xFFFFFFFF是32位，相与得到的结果则为32位。
总结：

1. python内部运算都是补码进行的，如要得到-7的补码打印输出，就要与0xFF相与，就是-7的补码形式各位上都和1与运算，1仍为1，0相与后则为0，得出的结果就是-7的补码。但在后面第2条的“以人为方便”的逻辑下，python将得到-7的补码结果作为原码表示得到了另一个数249准确地说，经过和0xFF与运算后得到了一个新的数249（与0xFF…相与必定为非负数），刚好它的原码表示与-7的补码相同；
2. 在程序编写过程中，无论是打印整形数值的二进制表示和用二进制表示的数输入如“print(0b11111001)”都是这样的逻辑：都以人为方便的方式为出发点，就二进制数值而言输入和输出都为无符号原码（非负数）表示为默认逻辑，若要输出负数，人只要前面加负号，如print(-0b11111001)，结果为-249；
3. 我的理解：与0xFF相与，编写的0xFF默认也是无符号原码，运算时0xFF原码与补码相同，以补码运算后得到的结果补码为正数的补码，原码补码相同，输出补码转换后的原码是跟补码一样的，如下-0xFF的情况：（0xFF一样，感觉最终的结果的正负跟着0xFF走）

a = -7
b = a & -0xFF
print(bin(b))

# 输出
-0b11111111

# 过程
-7 的补码： 1111 1001 （8位）
-0xFF的补码：1000 0001 （8位）
1, 1 1 1 1 0 0 1
1, 0 0 0 0 0 0 0   &
————————————————
1, 0 0 0 0 0 0 0   ---结果补码形式
输出以无符号原码输出
补码转原码，符号位不变，负数则数值取反加一，这里取反加一有进位所以最终的表示为
1，1 1 1 1 1 1 1 1
python bin（）输出后则就是结果输出
-0b11111111

如何将得到-7和0xFF相与后的补码正确打印补码对应的十进制输出而不是作为249的原码打印十进制输出

采用取反符号~

a = -7
b = a & 0xFF
print(~b ^ 0xFF)

# 输出
-7

相当于”取反加一“(原码与补码数值位的转换口诀，详见计算机组成原理)，再添加负号。过程就是先得到的符合“以人为方便”的逻辑下无符号原码表示0b111，再添加负号得到-0b111，打印得到-7。若a为正整数7最后得到的则是带负号的-7补码”-0b11111001″。