Applicazioni di '~' (tilde) operator in Python

Question

Ho appena scoperto il bitwise complement unary operation in Python tramite this question e ho cercato di creare un'applicazione vera e propria, e in caso contrario, per determinare se è generalmente sicuro sovraccaricare il operatore (ignorando il metodo __invert__) per altri usi. L'esempio fornito nella domanda non riesce con un TypeError e il link fornito sembra piuttosto intimidatorio. Ecco alcuni giocherellare in giro per vedere ~ in uso:

from bitstring import BitArray 

x = 7 

print(~x) 
# -8 

print(BitArray(int=x, length=4).bin) 
# '0111' 

print(BitArray(int=~x, length=4).bin) 
# '1000' 

print(~~True, ~~False) 
# 1 0 

for i in range(-100, 100): 
    assert i + ~i == -1 
    assert i^~i == -1 
    assert bool(i) == ~~bool(i) 

Esistono eventuali esempi di validi casi d'uso di questo operatore che dovrei essere a conoscenza? E anche se ci sono, è generalmente accettabile ignorare questo operatore per tipi diversi da int?

Answer 1

I casi di utilizzo standard per il bit NOT sono operazioni bit per bit, come AND bit a bit &, l'OR bit a bit |, il bit XOR ^ e bitwise spostando << e >>. Sebbene siano usati raramente in applicazioni di livello superiore, ci sono ancora alcune volte in cui è necessario eseguire manipolazioni bit a bit, ecco perché sono lì.

Ovviamente, è possibile sovrascriverli per i tipi personalizzati e, in generale, non è necessario seguire alcuna semantica specifica quando lo si fa. Basta scegliere ciò che ha senso per il tuo tipo e ciò che ancora si adatta in qualche modo all'operatore.

Se l'operazione è oscura e meglio spiegata con una o due parole, è necessario utilizzare un metodo standard. Ma ci sono alcune situazioni, specialmente quando si lavora con tipi correlati al numero, che potrebbero avere alcune operazioni di tipo matematico che si adattano agli operatori bit a bit, e come tali vanno bene per utilizzarle.

Proprio come si sovrascriveranno gli operatori standard come + e - solo per operazioni significative, si dovrebbe provare a fare lo stesso per gli operatori bit a bit.

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Il motivo ~~True, ~~False ti dà (1, 0) è perché il tipo bool non definisce la propria __invert__ funzionamento. Tuttavia, lo int sì; e bool è in realtà un sottotipo di int. Pertanto, bool eredita effettivamente la logica di tutti gli operatori bit a bit e aritmetici. Ecco perché True + True == 2 ecc

Answer 2

Are there any examples of valid use-cases for this operator that I should be aware of? And even if there are, is it generally acceptable to override this operator for types other than int?

In genere, non si vuole sovraccaricare l'operatore ~ solo perché è divertente. Rende difficile la lettura. Ma a volte, tale sovraccarico per tipi diversi da int ha senso. Take a look at how SQLAlchemy puts it to good use.

Answer 3

È possibile utilizzare l'operatore in combinazione con l'operatore di negazione (-) per incrementare un numero per 1. Ad esempio:

x = 5 
assert -~x == 6 

Questo è l'unico modo pratico che abbia mai utilizzato l'operatore ~. Qualsiasi altro modo è usato per qualsiasi cosa al di fuori dei numeri, è generalmente dipendente dal contesto e spesso aggiunge un livello di complessità alla comprensione del codice. Per le lingue come C++, Swift, Ruby, ecc. È possibile sovraccaricare questo operatore per indicare qualsiasi cosa che a volte rende il codice più difficile da digerire rapidamente

Answer 4

È comunemente utilizzato in code golf come collegamento per alcune cose, come l'utilizzo ~x anziché -x-1 o ~my_bool anziché not my_bool.

Answer 5

Come altri hanno già detto, può essere davvero bello quando si attraversano le liste.

for i in range(n): 
    mylist[~i] 
    #much prettier than mylist[-i-1] 

Date un'occhiata a un esempio che ruota una matrice senso orario di 90 gradi:

def rotate(A): 
    n = len(A) 
    for i in range(n/2): 
     for j in range(n-n/2): 
      A[i][j], A[~j][i], A[~i][~j], A[j][~i] = \\ 
        A[~j][i], A[~i][~j], A[j][~i], A[i][j] 

(Questo frammento è stato preso da here)