如何在Python中获得两个变量的逻辑异或?

例如,我有两个变量,我希望它们是字符串。我想测试它们中只有一个包含True值(不是None或空字符串):

str1 = raw_input("Enter string one:")
str2 = raw_input("Enter string two:")
if logical_xor(str1, str2):
    print "ok"
else:
    print "bad"

^操作符似乎是按位的,并不是在所有对象上都定义:

>>> 1 ^ 1
0
>>> 2 ^ 1
3
>>> "abc" ^ ""
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: unsupported operand type(s) for ^: 'str' and 'str'

你总是可以使用xor的定义从其他逻辑操作中计算它:

(a and not b) or (not a and b)

但这对我来说有点太啰嗦了,而且乍一看不是特别清楚。另一种方法是:

bool(a) ^ bool(b)

两个布尔值上的xor操作符是逻辑xor(不像整型值上的xor,它是按位的)。这是有意义的,因为bool只是int的一个子类,但被实现为只有值0和1。当域限制为0和1时,逻辑xor等价于按位xor。

所以logical_xor函数的实现方式如下:

def logical_xor(str1, str2):
    return bool(str1) ^ bool(str2)

感谢Python-3000邮件列表中的Nick Coghlan。


Python逻辑或:A或B:如果bool(A)为True则返回A,否则返回B Python逻辑和:A和B:如果bool(A)为False则返回A,否则返回B

为了保持这种思维方式,我的逻辑xor定义将是:

def logical_xor(a, b):
    if bool(a) == bool(b):
        return False
    else:
        return a or b

这样它就可以返回a, b或False:

>>> logical_xor('this', 'that')
False
>>> logical_xor('', '')
False
>>> logical_xor('this', '')
'this'
>>> logical_xor('', 'that')
'that'

Exclusive Or的定义如下

def xor( a, b ):
    return (a or b) and not (a and b)

正如Zach解释的那样,你可以使用:

xor = bool(a) ^ bool(b)

就我个人而言,我喜欢一种略有不同的方言:

xor = bool(a) + bool(b) == 1

这种方言的灵感来自我在学校学习的一种逻辑图表语言,其中“OR”用一个包含≥1(大于或等于1)的方框表示,“XOR”用一个包含=1的方框表示。

这样做的优点是可以正确地实现独占或多个操作数。

"1 = a ^ b ^ c…"意思是真操作数的个数是奇数。这个运算符就是“奇偶校验”。 "1 = a + b + c…"意味着只有一个操作数为真。这是“排他的或”,意思是“一个排除其他的”。


这个怎么样?

(not b and a) or (not a and b)

如果b为假会给出a 如果a为假,会给出b 否则会返回False

或者使用Python 2.5+三元表达式:

(False if a else b) if b else a

如果已经将输入规范化为布尔值,则!= = xor。

bool(a) != bool(b)

这里建议的一些实现在某些情况下会导致操作数的重复求值,这可能会导致意想不到的副作用,因此必须避免。

也就是说,一个返回True或False的xor实现相当简单;如果可能的话,返回其中一个操作数的方法要棘手得多,因为对于应该选择哪个操作数没有共识,特别是当有两个以上的操作数时。例如,xor(None, -1, [], True)是否应该返回None,[]或False?我敢打赌,每个答案对某些人来说都是最直观的。

对于True-或false -结果,有多达五种可能的选择:返回第一个操作数(如果它在value中匹配最终结果,否则布尔值),返回第一个匹配(如果至少存在一个,否则布尔值),返回最后一个操作数(如果…Else…),返回最后一次匹配(if…Else…),或者总是返回boolean。总共是5 ** 2 = 25种xor口味。

def xor(*operands, falsechoice = -2, truechoice = -2):
  """A single-evaluation, multi-operand, full-choice xor implementation
  falsechoice, truechoice: 0 = always bool, +/-1 = first/last operand, +/-2 = first/last match"""
  if not operands:
    raise TypeError('at least one operand expected')
  choices = [falsechoice, truechoice]
  matches = {}
  result = False
  first = True
  value = choice = None
  # avoid using index or slice since operands may be an infinite iterator
  for operand in operands:
    # evaluate each operand once only so as to avoid unintended side effects
    value = bool(operand)
    # the actual xor operation
    result ^= value
    # choice for the current operand, which may or may not match end result
    choice = choices[value]
    # if choice is last match;
    # or last operand and the current operand, in case it is last, matches result;
    # or first operand and the current operand is indeed first;
    # or first match and there hasn't been a match so far
    if choice < -1 or (choice == -1 and value == result) or (choice == 1 and first) or (choice > 1 and value not in matches):
      # store the current operand
      matches[value] = operand
    # next operand will no longer be first
    first = False
  # if choice for result is last operand, but they mismatch
  if (choices[result] == -1) and (result != value):
    return result
  else:
    # return the stored matching operand, if existing, else result as bool
    return matches.get(result, result)

testcases = [
  (-1, None, True, {None: None}, [], 'a'),
  (None, -1, {None: None}, 'a', []),
  (None, -1, True, {None: None}, 'a', []),
  (-1, None, {None: None}, [], 'a')]
choices = {-2: 'last match', -1: 'last operand', 0: 'always bool', 1: 'first operand', 2: 'first match'}
for c in testcases:
  print(c)
  for f in sorted(choices.keys()):
    for t in sorted(choices.keys()):
      x = xor(*c, falsechoice = f, truechoice = t)
      print('f: %d (%s)\tt: %d (%s)\tx: %s' % (f, choices[f], t, choices[t], x))
  print()

因为我没有看到xor的简单变体使用变量参数,只对真值True或False进行操作,所以我只是把它扔在这里供任何人使用。 正如其他人所指出的,这相当(不是非常)直接。

def xor(*vars):
    result = False
    for v in vars:
        result = result ^ bool(v)
    return result

用法也很简单:

if xor(False, False, True, False):
    print "Hello World!"

由于这是广义n元逻辑异或,当True操作数的数量为奇数时,它的真值将为True(不仅仅是当恰好有一个为True时,这只是n元异或为True的一种情况)。

因此,如果你在搜索一个n-ary谓词,当它的一个操作数恰好为True时,它才为True,你可能想使用:

def isOne(*vars):
    result = False
    for v in vars:
        if result and v:
            return False
        else:
            result = result or v
    return result

当你知道XOR是做什么的时候就很简单了:

def logical_xor(a, b):
    return (a and not b) or (not a and b)

test_data = [
  [False, False],
  [False, True],
  [True, False],
  [True, True],
]

for a, b in test_data:
    print '%r xor %s = %r' % (a, b, logical_xor(a, b))

XOR在operator.xor中实现。


按位异或已经内置在Python的operator模块中(与^ operator相同):

from operator import xor
xor(bool(a), bool(b))  # Note: converting to bools is essential

有时我发现自己使用1和0而不是布尔值True和False。在这种情况下,xor可以定义为

z = (x + y) % 2

它有如下的真值表:

     x
   |0|1|
  -+-+-+
  0|0|1|
y -+-+-+
  1|1|0|
  -+-+-+

这将获得两个(或多个)变量的逻辑独占异或

str1 = raw_input("Enter string one:")
str2 = raw_input("Enter string two:")

any([str1, str2]) and not all([str1, str2])

这种设置的第一个问题是,它很可能遍历整个列表两次,并且至少会检查至少一个元素两次。因此,它可以提高代码的理解能力,但不能提高速度(根据您的用例,速度可能略有不同)。

这种设置的第二个问题是,无论变量的数量如何,它都会检查排他性。这可能一开始被认为是一个特征,但随着变量数量的增加,第一个问题变得更加重要(如果它们确实如此的话)。


我已经测试了几种方法(包括使用shadow wranger建议的truth()函数)。

%timeit  (not a) ^  (not b)   # 47 ns
%timeit  (not a) != (not b)   # 44.7 ns
%timeit truth(a) != truth(b)  # 116 ns
%timeit  bool(a) != bool(b)   # 190 ns

奖励线程:

阳极的想法……您只需尝试(可能是)python表达式«is not»,以获得逻辑«xor»的行为

真值表是:

>>> True is not True
False
>>> True is not False
True
>>> False is not True
True
>>> False is not False
False
>>>

对于你的例子字符串:

>>> "abc" is not  ""
True
>>> 'abc' is not 'abc' 
False
>>> 'abc' is not '' 
True
>>> '' is not 'abc' 
True
>>> '' is not '' 
False
>>> 

然而;正如上面所指出的,这取决于你想要抽出任意一对字符串的实际行为,因为字符串不是bolean…甚至更多:如果你«潜入Python»你会发现«“and”和“or”的特殊性质» http://www.diveintopython.net/power_of_introspection/and_or.html

抱歉我的书面英语,它不是我天生的语言。

的问候。


我知道说这个有点晚了,但我有个想法也许值得,只是作为文档。也许这样可以:np.abs(x-y

如果x=True=1和y=False=0,那么结果将是|1-0|=1=True 如果x=False=0和y=False=0,那么结果将是|0-0|=0=False 如果x=True=1和y=True=1,那么结果将是|1-1|=0=False 如果x=False=0和y=True=1,那么结果将是|0-1|=1=True


简单,容易理解:

sum(bool(a), bool(b)) == 1

如果一个排他性的选项是你想要的,即从n个选项中选择1个,它可以扩展为多个参数:

sum(bool(x) for x in y) == 1

我们可以很容易地找到两个变量的xor:

def xor(a,b):
    return a !=b

例子:

xor(真,假)>>真


Xor在Python中是^。它返回:

int型的逐位xor bool的逻辑xor 集合的独占联合 实现__xor__的类的用户定义结果。 TypeError用于未定义的类型,例如字符串或字典。

如果你打算在字符串上使用它们,将它们转换为bool类型可以使你的操作明确(也可以是set(str1) ^ set(str2))。


很多人,包括我自己,都需要一个类似于n输入异或电路的异或函数,其中n是变量。(见https://en.wikipedia.org/wiki/XOR_gate)。下面的简单函数实现了这一点。

def xor(*args):
   """
   This function accepts an arbitrary number of input arguments, returning True
   if and only if bool() evaluates to True for an odd number of the input arguments.
   """

   return bool(sum(map(bool,args)) % 2)

示例I/O如下:

In [1]: xor(False, True)
Out[1]: True

In [2]: xor(True, True)
Out[2]: False

In [3]: xor(True, True, True)
Out[3]: True

Python有一个逐位的异或运算符,它是^:

>>> True ^ False
True
>>> True ^ True
False
>>> False ^ True
True
>>> False ^ False
False

你可以在应用xor(^)之前将输入转换为布尔值来使用它:

bool(a) ^ bool(b)

(编辑-谢谢雷尔)


在Python中获取两个或多个变量的逻辑异或:

将输入转换为布尔值 使用按位的异或操作符(^ or operator.xor)

例如,

bool(a) ^ bool(b)

当您将输入转换为布尔值时,按位xor变成逻辑xor。

请注意,接受的答案是错误的:!=与Python中的xor不同,因为操作符链接非常微妙。

例如,下面三个值的xor在使用!=时是错误的:

True ^  False ^  False  # True, as expected of XOR
True != False != False  # False! Equivalent to `(True != False) and (False != False)`

(附注:我尝试编辑已接受的答案,以包含这一警告,但我的更改被拒绝了。)


这就是我编写真值表的方法。对于xor,我们有:

| a | b  | xor   |             |
|---|----|-------|-------------|
| T | T  | F     |             |
| T | F  | T     | a and not b |
| F | T  | T     | not a and b |
| F | F  | F     |             |

看看答案列中的T值,用逻辑上的或将所有真情况串在一起。所以,这个真值表可以在情况2或3中产生。因此,

xor = lambda a, b: (a and not b) or (not a and b)

Python处理逻辑操作的方式可能令人困惑,因此我的实现为用户提供了一个简单的True/False答案选项(默认情况下)。实际的Python结果可以通过将可选的第三个参数设置为None来获得。

def xor(a, b, true=True, false=False): # set true to None to get actual Python result
    ab1 = a and not b
    ab2 = not a and b
    if bool(ab1) != bool(ab2):
        return (ab1 or ab2) if true is None else true
    else:
        return false

假设A和B是bool。

A is not B

你使用和C中一样的异或运算符,也就是^。

我不知道为什么,但投票最多的解决方案是bool(A) != bool(B),而我想说的是-与C的^运算符一致,最明显的解决方案是:

bool(A) ^ bool(B)

对于任何来自C或任何C衍生语言的人来说,它更易于阅读和立即理解……

在进行代码高尔夫时,可能是这样

not A ^ (not B)

将是赢家。使用not作为布尔值的转换器(比bool()小一个字母)。对于第一个表达式在某些情况下可以省略副命题。好吧,这要看情况,在必须不(A) ^ (not(B))的情况下,bool()需要相同数量的字母……


只是因为我没有在其他地方看到过它,这也是一个诀窍:

def logical_xor(a, b):
    return not b if a else bool(b)

我不确定它是否比公认的解决方案bool(a) != bool(b)“更好”/更可读/更python化。


这是映射-缩减泛化的实现。注意,这相当于functools。Reduce (lambda x, y: x != y, map(bool, orands))。

def xor(*orands):
    return bool(sum(bool(x) for x in orands) % 2)

如果你在寻找一个单一热点探测器,这是一个概括。这种概括可能适用于英语中exclusive-or的用法(例如:“花一美元,你可以买一杯果汁、咖啡或茶”),但这与典型的操作顺序不符。E.g.xor_1hot (1 1 1) = = 0 ! = 1 = = xor_1hot (xor_1hot(1, 1), 1)。

def xor_1hot(*orands):
    return sum(bool(x) for x in orands) == 1

你可以用

# test
from itertools import product
n = 3
total_true = 0
for inputs in product((False, True), repeat=n):
    y = xor(*inputs)
    total_true += int(y)
    print(f"{''.join(str(int(b)) for b in inputs)}|{y}")
print('Total True:', total_true)

单热检测器输出:

000 |假 001 |真 010 |真 011 |假 100 |真 101 |假 110 |假 111 |假 总数正确:3

使用映射-规约模式输出:

000 |假 001 |真 010 |真 011 |假 100 |真 101 |假 110 |假 111 |真 总数:4