将位字符串转换为有符号整型

Question

我编码和解码了一堆系数(与我之前的问题有关)。该过程基于RLE，其中对一堆系数进行编码，并且运行时编码仅关注零。简而言之，这就是原始数组:

[200, -145, 0, 0, 0, 0, 51, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, -34, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 29, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]

编码成二进制数据，如下所示:

['000011001000', '11001>101101111<', '000010001110110011', '00010000111>1011110<', '00011000110011101', '000100011']

为了避免二进制数看起来像-10010001(-145)，我手动对负数执行2补码(因为我找不到内置的方法)。在本例中，数字(-145，-34)的结果是(101101111,1011110)。为了避免混淆，我在上面的数组中标记了它们。

这被填充为能被8整除(最后一个元素的开头插入0)，分成字节并写入文件。

当我读取文件时，我成功地解码了大部分内容，并且系数的数量与开始时相同。问题出现在负值上:

[200, 367, 0, 0, 0, 0, 51, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 94, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 29, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]

把-145改成了367，把-34改成了94。

是否有任何内置方法(或任何类型的方法)将位串转换为有符号值?我觉得这能解决我的问题。我没能找到一个方法，我现在卡住了。

Answer 1

对于无符号数，字长并不重要，因为前导零在那里没有意义。例如5=101=0101=00101=0...0101。然而，对于2的补码，字长是不同的，因为第一个位表示负数。例如，-3=101!=0101=5。如果您不知道第一个位是什么，则无法判断该数字是否为负。

似乎你的编码使用了可变的字宽。既然你已经可以解码这些数字，你就已经知道每个单词的宽度了。

# these variables should be set by your decoder
# in this case we read -145 encoded as 101101111
width = 9
word = 367
# add this to your decoder to fix the sign
firstBit = word >> (width - 1)
if (firstBit == 1):
leadingOnes = (-1 << width)
word = leadingOnes | word

同样可以在没有分支的情况下在单个语句中完成，但我认为这对于CPython来说平均会更慢，并且肯定会降低可读性。

word |= -(word >> (width - 1)) << width

当然，你必须确保非负数是用前导0编码的，这样你就可以把它们和负数区分开来。