Python中二进制位操作：解决字符串比较陷阱与奇偶位判断

def any_odd_incorrect(x):
    x_bin_str = bin(x)  # 例如，x=5，x_bin_str='0b101'
    # 尝试获取最后一个字符（最低有效位），并与整数1比较
    # x_bin_str[-1] 是字符串 '1' 或 '0'
    # '1' == 1 的结果是 False
    return True if x_bin_str[-1] == 1 else False

print(f"any_odd_incorrect(5): {any_odd_incorrect(5)}") # 输出：False
print(f"any_odd_incorrect(4): {any_odd_incorrect(4)}") # 输出：False

def check_last_bit_correct(x):
    x_bin_str = bin(x)
    # 将字符串 '1' 与字符串 '1' 比较
    return True if x_bin_str[-1] == "1" else False

# 更Pythonic的写法：直接返回比较结果
def check_last_bit_pythonic(x):
    x_bin_str = bin(x)
    return x_bin_str[-1] == "1"

print(f"check_last_bit_correct(5): {check_last_bit_correct(5)}")       # 输出：True (5的二进制是101，最后一位是1)
print(f"check_last_bit_pythonic(4): {check_last_bit_pythonic(4)}")     # 输出：False (4的二进制是100，最后一位是0)
print(f"check_last_bit_pythonic(7): {check_last_bit_pythonic(7)}")     # 输出：True (7的二进制是111，最后一位是1)

def check_nth_bit(num: int, n: int) -> bool:
    """
    检查整数 num 的第 n 位（从0开始计数，最右边是第0位）是否为1。
    """
    if n < 0:
        raise ValueError("位索引 n 必须是非负数。")
    # (num >> n) 将第 n 位移动到最右边（第0位）
    # & 1 检查第0位是否为1
    return (num >> n) & 1 == 1

print(f"检查数字 13 (二进制 1101):")
print(f"第0位 (LSB) 是1吗? {check_nth_bit(13, 0)}") # 13 >> 0 & 1 -> 1 & 1 -> 1 (True)
print(f"第1位 是0吗? {not check_nth_bit(13, 1)}")  # 13 >> 1 & 1 -> 6 & 1 -> 0 (False, 所以 not False 是 True)
print(f"第2位 是1吗? {check_nth_bit(13, 2)}") # 13 >> 2 & 1 -> 3 & 1 -> 1 (True)
print(f"第3位 是1吗? {check_nth_bit(13, 3)}") # 13 >> 3 & 1 -> 1 & 1 -> 1 (True)
print(f"第4位 是1吗? {check_nth_bit(13, 4)}") # 13 >> 4 & 1 -> 0 & 1 -> 0 (False)

import sys

def any_odd_bit_is_set(num: int) -> bool:
    """
    检查整数 num 中是否存在任何奇数位（索引为 1, 3, 5...）被设置为1。
    """
    if num < 0:
        # 对于负数，其二进制表示通常使用补码，这会使位操作复杂化。
        # 本教程主要关注非负整数的位操作。
        # 如果需要处理负数，需要明确其二进制表示的约定。
        raise ValueError("此函数设计用于非负整数。")

    # 假设最大位数为64位，对于Python的任意精度整数，可以根据需要调整上限。
    # 或者，可以动态确定数字的最高位。
    max_bits = num.bit_length() if num > 0 else 1 # 获取数字所需的最小位数

    # 遍历所有可能的奇数位索引
    # 从1开始（第一个奇数位），每次递增2
    for i in range(1, max_bits + 1, 2):
        if check_nth_bit(num, i):
            return True # 找到任何一个奇数位为1，立即返回True

    return False # 遍历完所有奇数位都没有找到为1的，返回False

# 测试用例
print(f"\n检查是否存在奇数位为1:")
print(f"any_odd_bit_is_set(1): {any_odd_bit_is_set(1)}") # 1 (0001) -> 第0位是1，无奇数位为1 -> False
print(f"any_odd_bit_is_set(2): {any_odd_bit_is_set(2)}") # 2 (0010) -> 第1位是1 -> True
print(f"any_odd_bit_is_set(4): {any_odd_bit_is_set(4)}") # 4 (0100) -> 第2位是1，无奇数位为1 -> False
print(f"any_odd_bit_is_set(8): {any_odd_bit_is_set(8)}") # 8 (1000) -> 第3位是1 -> True
print(f"any_odd_bit_is_set(5): {any_odd_bit_is_set(5)}") # 5 (0101) -> 第0位和第2位是1，无奇数位为1 -> False
print(f"any_odd_bit_is_set(6): {any_odd_bit_is_set(6)}") # 6 (0110) -> 第1位和第2位是1，第1位是奇数位 -> True
print(f"any_odd_bit_is_set(10): {any_odd_bit_is_set(10)}") # 10 (1010) -> 第1位和第3位是1，都是奇数位 -> True
print(f"any_odd_bit_is_set(0): {any_odd_bit_is_set(0)}") # 0 (0000) -> 无位为1 -> False