如何在 Python 中获得两个变量的逻辑异或？

Question

如何在Python中获得两个变量的逻辑异或？

例如，我有两个希望是字符串的变量。 我想测试其中只有一个包含 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"

^ 运算符是按位的，并且未在所有对象上定义：

>>> 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'

Answer 1

XOR 在operator.xor 中实现。

Answer 2

Python 处理逻辑运算的方式可能会令人困惑，因此我的实现为用户提供了简单的 True/False 答案的选项（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

Answer 3

xor = ((False, True), (True, False)
eq = (xor[1], xor[0])

xor[False][True] # yields True

优点：

明确

使逻辑门上的操作可用

可以选择 (False, True), (0, 1) 等

如果需要，可以使用列表而不是元组

。

缺点：

非标准

主观上很愚蠢

性能可能比其他方法低

Answer 4

我们可以通过使用以下方式轻松找到两个变量的异或：

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

示例：

<块引用>
<块引用>

异或（真，假）>> 正确

Answer 5

如果您已经将输入标准化为布尔值，则 != 是异或。

bool(a) != bool(b)

Answer 6

您始终可以使用 xor 的定义从其他逻辑运算中计算它：

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

但这对我来说有点太冗长了，乍一看并不是特别清楚。 另一种方法是：

bool(a) ^ bool(b)

两个布尔值上的异或运算符是逻辑异或（与整数不同，它是按位的）。 这是有道理的，因为 bool 只是一个子类int，但实现为仅具有值 0 和 1。 当域限制为 0 和 1 时，逻辑异或相当于按位异或。

因此 tical_xor 函数的实现方式如下：

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

Credit to Nick Coghlan 在 Python-3000 邮件列表。

Answer 7

按位异或已经内置于 Python 中，位于 operator 模块（与 ^ 运算符相同）：

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

重要提示

“请小心，这也是按位运算：xor(1, 2) 返回 3。来自文档字符串： xor(a, b) -- 与 a ^ b 相同。请记住，从运算符导入的任何内容都只是现有内置中缀运算符的函数形式 – Askewchan 2013 年 9 月 15 日，第 16 处： 59 ”

Answer 8

正如扎克解释后，你可以使用：

xor = bool(a) ^ bool(b)

就我个人而言，我喜欢一种稍微不同的方言：

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

这种方言的灵感来自于我在学校学到的逻辑图表语言，其中“OR”由包含 ≥1 （大于或等于 1)，“XOR”由包含 =1 的框表示。

这样做的优点是可以在多个操作数上正确实现独占或。

• “1 = a ^ b ^ c...”表示真操作数的数量是奇数。 这个运算符就是“奇偶校验”。
• “1 = a + b + c...”表示只有一个操作数为真。 这是“异或”，意思是“一个排除其他”。

Answer 9

• Python 逻辑 or：A 或 B：如果 bool(A) 为 True，则返回 A code>，否则返回 B
• Python 逻辑 and：A 和 B：返回 A if bool( A) 是 False，否则返回 B

为了保持大部分这种思维方式，我的逻辑异或定义是：

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'

Answer 10

我测试了多种方法（包括按照 ShadowRanger 建议使用 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

Answer 11

Python 有一个按位异或运算符，它是 ^：

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

您可以通过在应用异或之前将输入转换为布尔值来使用它 (^)：（

bool(a) ^ bool(b)

已编辑 - 感谢 Arel）

Answer 12

简单，易于理解：

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

如果您想要的是排他性选择，即从 n 中选择 1 选项，它可以扩展到多个参数：

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

Answer 13

要在 Python 中获取两个或多个变量的逻辑异或：

1. 将输入转换为布尔值
2. 使用按位异或运算符（^ 或 operator.xor）

例如，

bool(a) ^ bool(b)

当您将输入到布尔值，按位异或变成逻辑异或。

请注意，接受的答案是错误的： != 与 Python 中的 xor 不同，因为运算符链的微妙之处。

例如，使用 != 时，以下三个值的异或是错误的：

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

（PS 我尝试编辑接受的答案以包含此警告，但我的更改被拒绝。）

Answer 14

假设 A 和 B 是布尔值。

A is not B

Answer 15

由于我没有看到使用变量参数的 xor 的简单变体，并且仅对真值 True 或 False 进行操作，因此我将其放在这里供任何人使用。
正如其他人所指出的，非常（不是说非常）简单。

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!"

由于这是广义的 n 元逻辑 XOR，只要 True 操作数的数量为奇数，它的真值将为 True（并且不仅当恰好 1 为 True 时，这只是 n 的一种情况） -ary XOR 为真）。

因此，如果您正在搜索一个仅当其操作数之一为 True 时才为 True 的 n 元谓词，您可能需要使用：

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

Answer 16

您使用与 C 中相同的 XOR 运算符，即 ^。

我不知道为什么，但最受支持的解决方案建议 bool(A) != bool(B)，而我会说 - 与 C 的 ^ 一致运算符，最明显的解决方案是：

bool(A) ^ bool(B)

对于来自 C 或任何 C 派生语言的任何人来说，这都更具可读性并且可以立即理解......

在进行代码高尔夫时，可能

not A ^ (not B)

将成为赢家。 使用 not 作为布尔值转换器（比 bool() 少一个字母。在某些情况下，对于第一个表达式，可以省略括号。好吧，这取决于，在在必须执行 not(A) ^ (not(B)) 的情况下，bool() 需要相同数量的字母...

Answer 17

奖励线程：

另一个想法...只需尝试（可能是）Pythonic 表达式“不是”，以获得逻辑“异或”的行为

真值表将是：

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

对于您的示例字符串：

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

但是； 正如他们上面指出的，这取决于您想要提取任何一对字符串的实际行为，因为字符串不是布尔值......甚至更多：如果您“深入研究Python”，您会发现““的特殊本质”和”和“或”»
http://www.diveintopython.net/power_of_introspection/and_or.html

抱歉我写的英文，这不是我的母语。

问候。

Answer 18

许多人，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 是可变的。 （请参阅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

Answer 19

我知道这已经晚了，但我有一个想法，这可能是值得的，只是为了记录。 也许这会起作用：np.abs(xy) 这个想法是，

1. 如果 x=True=1 且 y=False=0 那么结果将是 |1-0|=1=True
2. 如果 x =False=0 且 y=False=0 则结果为 |0-0|=0=False
3. 如果 x=True=1 且 y=True=1 则结果为 |1-1|=0=False
4. 如果 x=False=0 且 y=True=1 那么结果将是 |0-1|=1=True

Answer 20

异或定义如下

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

Answer 21

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，返回 True 或 False 的 xor 实现相当简单； 如果可能的话，返回操作数之一要棘手得多，因为对于应该选择哪个操作数还没有达成共识，尤其是当操作数超过两个时。 例如，xor(None, -1, [], True) 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（如果它与值中的最终结果匹配，否则为布尔值），返回第一个匹配项（如果至少存在一个，否则为布尔值），返回最后一个操作数（if ... else ...），返回最后一个匹配项（if ... else ...），或者始终返回布尔值。 总共有 5 ** 2 = 25 种xor。

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()

Answer 22

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

z = (x + y) % 2

具有以下真值表：

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

Answer 23

这个怎么样？

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

如果 b 为 false，则给出 a
如果 a 为 false，则给出 b
否则将给出 False

或者使用 Python 2.5+ 三元表达式：

(False if a else b) if b else a

Answer 24

Xor 在 Python 中是 ^。 它返回：

• 整数的按位异或 布尔值的
• 逻辑异或 集合的
• 独占并集
• 实现 __xor__ 的类的用户定义结果。
• 未定义类型的 TypeError，例如字符串或字典。

如果您打算在字符串上使用它们，请将它们转换为 bool 使您的操作明确（您也可以指 set(str1) ^ set(str2)）。

Answer 25

这就是我编写任何真值表的方法。 特别是对于异或，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     |             |

只需查看答案列中的 T 值，并用逻辑或将所有真实情况串在一起。 因此，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)

Answer 26

异或 (XOR) 的含义可能会令人困惑，但可能会引导您到这里。

这是一个排他性检查，其功能类似于两个变量的 传统 XOR，但操作方式类似于 One-Hot 用于多个变量。

我在上面看到的唯一好处其他实现是它短路并且不那么神奇。

    def exclusive(*opts):
        count = 0
        for value in opts:
            if bool(value):  # If truthy
                count += 1
                if count > 1:  # Short-circuit
                    return False
        return count == 1  # Only Return True if one truthy found

以下是 XOR 和 ONE-HOT 之间差异的表格作为示例：

a|b|c|d --- xor|one-hot
-----------------------
0|0|0|0 --> 0  |0  
0|0|0|1 --> 1  |1  
0|0|1|0 --> 1  |1  
0|0|1|1 --> 0  |0  
0|1|0|0 --> 1  |1  
0|1|0|1 --> 0  |0  
0|1|1|0 --> 0  |0  
0|1|1|1 --> 1  |0  # noted difference
1|0|0|0 --> 1  |1  
1|0|0|1 --> 0  |0  
1|0|1|0 --> 0  |0  
1|0|1|1 --> 1  |0  # noted difference
1|1|0|0 --> 0  |0  
1|1|0|1 --> 1  |0  # noted difference
1|1|1|0 --> 1  |0  # noted difference
1|1|1|1 --> 0  |0

Answer 27

当您知道 XOR 的作用时，这很容易：

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)))

Answer 28

这是映射归约泛化的实现。 请注意，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)

如果您正在寻找一款单热检测器，这里有一个概括。 这种概括可能适合英语中异或的使用（例如“用一美元你可以买一杯果汁或咖啡或茶”），但它与典型的操作顺序不符。 例如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

您可以使用

# 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)

One-Hot 检测器输出来测试其中之一：

000|错误
001|真实
010|正确
011|假
100|正确
101|错误
110|错误
111|错误
正确总数：3

Map-Reduce 输出：

000|错误
001|真实
010|真实
011|假
100|正确
101|错误
110|错误
111|正确
正确总数：4

Answer 29

仅仅因为我没有在其他地方看到它提到过，这也能解决问题：

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”/更具可读性/更具Python风格。