将4个整数打包为ONE BYTE？

Question

我有四个整数{ a,b,c,d},可以有值的范围如下:

a - {0或1}(1位)

b - {0或1}(1位)

c - {0,1,2,...,7}(3位)

d - {0,1,2,...,7}(3位)

首先,我想将它们打包成一个字节,然后可以写入二进制文件.后来,我想解开一个字节,并从中获取到窗体(元组a,b,c,d).

我知道如何在python中读取/写入二进制文件的字节.但是如何进行打包/拆包？

Answer 1

使用shift和按位OR,然后转换为字符以获得"byte":

x = chr(a | (b << 1) | (c << 2) | (d << 5))

要再次解压缩该字节,首先转换为整数,然后移位并使用按位AND:

i = ord(x)
a = i & 1
b = (i >> 1) & 1
c = (i >> 2) & 7
d = (i >> 5) & 7

说明:最初,你有

0000000a
0000000b
00000ccc
00000ddd

左转给你

0000000a
000000b0
000ccc00
ddd00000

按位OR结果

dddcccba

转换为字符会将其转换为单个字节.

拆包:四个不同的右移导致

dddcccba
0dddcccb
00dddccc
00000ddd

使用1(0b00000001)或7(0b00000111)屏蔽(按位AND )会导致

0000000a
0000000b
00000ccc
00000ddd

再次.

请注意,字符串只是Python 2中的字节串; 在Python 3中它们是Unicode,所以`chr(x)`实际上会给你一个2或4字节的字.你需要构造一个实际的`bytes`对象而不是字符串.我不确定`ch``的`bytes`等价物是什么,如果有的话. (2认同)
(我认为正确的做法通常是sjr做的:简单地将其作为int返回,并在实际使用它时将其更改为单个字节.) (2认同)

Answer 2

def encode(a, b, c, d):
  return a | b << 1 | c << 2 | d << 5

def decode(x):
  return x & 1, (x >> 1) & 1, (x >> 2) & 7, (x >> 5) & 7

Answer 3

如果你需要这么多东西,那么位移会变得乏味且容易出错.有第三方库可以提供帮助 - 我写了一个名为bitstring的文章:

打包并转换为字节:

x = bitstring.pack('2*uint:1, 2*uint:3', a, b, c, d).bytes

并打开包装:

a, b, c, d = bitstring.BitArray(bytes=x).unpack('2*uint:1, 2*uint:3')

这可能对你的例子来说太过分了,但是当事情变得更复杂时它会很有用.