python字节到位串

Question

我有bytes需要转换为的类型的值BIT STRING

bytes_val = (b'\x80\x00', 14)

索引零中的字节需要转换为长度由第二个元素（在本例中为 14）指示的位串，并格式化为如下所示的 8 位组。

预期输出 => '10000000 000000'B

另一个例子

bytes_val2 = (b'\xff\xff\xff\xff\xf0\x00', 45) #=> '11111111 11111111 11111111 11111111 11110000 00000'B

Answer 1

格式化的一些组合（下面使用 f-string 但可以通过其他方式完成）和切片怎么样：

def bytes2binstr(b, n=None):
    s = ' '.join(f'{x:08b}' for x in b)
    return s if n is None else s[:n + n // 8 + (0 if n % 8 else -1)]

如果我理解正确（我不确定B最后的意思是什么），它会通过您的测试和更多测试：

func = bytes2binstr
args = (
    (b'\x80\x00', None),
    (b'\x80\x00', 14),
    (b'\x0f\x00', 14),
    (b'\xff\xff\xff\xff\xf0\x00', 16),
    (b'\xff\xff\xff\xff\xf0\x00', 22),
    (b'\x0f\xff\xff\xff\xf0\x00', 45),
    (b'\xff\xff\xff\xff\xf0\x00', 45),
)
for arg in args:
    print(arg)
    print(repr(func(*arg)))
# (b'\x80\x00', None)
# '10000000 00000000'
# (b'\x80\x00', 14)
# '10000000 000000'
# (b'\x0f\x00', 14)
# '00001111 000000'
# (b'\xff\xff\xff\xff\xf0\x00', 16)
# '11111111 11111111'
# (b'\xff\xff\xff\xff\xf0\x00', 22)
# '11111111 11111111 111111'
# (b'\x0f\xff\xff\xff\xf0\x00', 45)
# '00001111 11111111 11111111 11111111 11110000 00000'
# (b'\xff\xff\xff\xff\xf0\x00', 45)
# '11111111 11111111 11111111 11111111 11110000 00000'

解释

• 我们从一个bytes对象开始
• 遍历它给我们一个字节作为数字
• 每个字节是 8 位，因此解码已经为我们提供了正确的分离
• 每个字节都使用b二进制说明符进行格式化，并带有一些额外的格式：0零填充、8最小长度
• 我们加入（连接）格式化的结果' '作为“分隔符”
• 最后，如果n未指定最大位数（设置为None），则按原样返回结果，否则将结果裁剪为n+ 8 个字符组之间添加的空格数。

在上面的解决方案8中有点硬编码。如果你希望它是一个参数，你可能想看看（可能的变化）@kederrac第一个答案使用int.from_bytes()。这可能看起来像：

def bytes2binstr_frombytes(b, n=None, k=8):
    s = '{x:0{m}b}'.format(m=len(b) * 8, x=int.from_bytes(b, byteorder='big'))[:n]
    return ' '.join([s[i:i + k] for i in range(0, len(s), k)])

这给出了与上面相同的输出。

Speedwise，int.from_bytes()基于-的解决方案也更快：

for i in range(2, 7):
    n = 10 ** i
    print(n)
    b = b''.join([random.randint(0, 2 ** 8 - 1).to_bytes(1, 'big') for _ in range(n)])
    for func in funcs:
        print(func.__name__, funcs[0](b, n * 7) == func(b, n * 7))
        %timeit func(b, n * 7)
    print()
# 100
# bytes2binstr True
# 10000 loops, best of 3: 33.9 µs per loop
# bytes2binstr_frombytes True
# 100000 loops, best of 3: 15.1 µs per loop

# 1000
# bytes2binstr True
# 1000 loops, best of 3: 332 µs per loop
# bytes2binstr_frombytes True
# 10000 loops, best of 3: 134 µs per loop

# 10000
# bytes2binstr True
# 100 loops, best of 3: 3.29 ms per loop
# bytes2binstr_frombytes True
# 1000 loops, best of 3: 1.33 ms per loop

# 100000
# bytes2binstr True
# 10 loops, best of 3: 37.7 ms per loop
# bytes2binstr_frombytes True
# 100 loops, best of 3: 16.7 ms per loop

# 1000000
# bytes2binstr True
# 1 loop, best of 3: 400 ms per loop
# bytes2binstr_frombytes True
# 10 loops, best of 3: 190 ms per loop