Python报错TypeError: float与float不支持&运算，求原因及解决办法

问题描述 #

运行Collatz猜想的Python代码时出现如下报错：

Traceback (most recent call last):
  File "/home/exal/PycharmProjects/pythonProject/main.py", line 9, in <module>
    if powerOfTwoCheck(n) == True:
  File "/home/exal/PycharmProjects/pythonProject/main.py", line 4, in powerOfTwoCheck
    return (n & (n - 1)) == 0 and n > 0
TypeError: unsupported operand type(s) for &: 'float' and 'float'
50.0

仅当使用%运算符时会触发该错误，移除该运算符后代码可正常运行。代码如下：

# Collatz conjecture in python

def powerOfTwoCheck(n):
    return (n & (n - 1)) == 0 and n > 0
# If a number is a power of two then it will eventually lead to the 4-1 loop

n = 100
while True:
    if powerOfTwoCheck(n) == True:
        break
    elif n%2 == 0:  # checks if number is even
        n = n / 2
        print(n)
    elif n % 2 != 0:  # Checks if number is odd
        n = (n * 3) + 1
        print(n)

请问该错误产生的原因是什么？如何修复？

错误原因 #

1. 类型不兼容：Python中/运算符执行除法后返回float类型（比如100/2得到50.0），而位运算符&仅支持int类型操作，无法直接处理浮点数。当代码通过%判断奇偶后执行n = n / 2，n的类型变为浮点数，后续调用powerOfTwoCheck时触发类型错误。
2. %运算符的关联影响：%是触发类型转换的前提——只有用它判断奇偶后，才会执行n = n / 2导致类型变化；移除%后代码逻辑改变，不会触发这个类型转换，因此能正常运行。

修复方法 #

方式一：用整数除法替代普通除法 #

将n = n / 2改为n = n // 2，//会返回整数类型结果，保证后续传入powerOfTwoCheck的参数始终是整数，位运算可正常执行：

# Collatz conjecture in python

def powerOfTwoCheck(n):
    return (n & (n - 1)) == 0 and n > 0
# If a number is a power of two then it will eventually lead to the 4-1 loop

n = 100
while True:
    if powerOfTwoCheck(n):
        break
    elif n%2 == 0:  # checks if number is even
        n = n // 2  # 改用整数除法
        print(n)
    elif n % 2 != 0:  # Checks if number is odd
        n = (n * 3) + 1
        print(n)

方式二：在检查函数内转换类型 #

在powerOfTwoCheck函数内部先将参数转为整数，再执行位运算，避免类型不兼容问题：

def powerOfTwoCheck(n):
    n_int = int(n)
    return (n_int & (n_int - 1)) == 0 and n_int > 0

注意：这种方式需要确保n是可安全转换为整数的浮点数（如50.0转50），否则可能出现数据丢失。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者excal.rs