python - 如何在python中将任意长度的位串写入二进制文件

Question

我需要将一个位串写入二进制文件，该位串并不总是 8 的倍数。我还需要再次从文件中成功读取字符串。

字符串的开头永远不会有 0。示例字符串:

bitstring = '10110101111111001101101010011011111010011010110001010101011100010110100010001001110001110100011111010001100011011110010100110000010111101011001011010111111100000110000000001001101000010110000111'

我需要使用尽可能少的存储空间。因此，如果字符串的长度为 194(上图)，我需要文件大小为 194//8 + 1 = 25 字节，尽管我不确定是否可以在 bin 文件中存储非整数字节。

这是我第一次使用二进制，所以请原谅这种不好的做法。

这是我当前写入文件的解决方案:

with open(filename,"wb+") as f:
    f.write(bytes(list(map(int, bitstring))))
    f.close()

从中读取:

string = "".join(list(map(str,np.fromfile(filename,"u1"))))

使用 EmEditor，字符串中的每个数字都存储为 2 位二进制字符串，这是不可取的。我意识到这可能是因为我将位串分割成单独的数字。以下是二进制编辑器中显示的上述位串:

01 00 01 01 00 01 00 01  01 01 01 01 01 01 00 00  01 01 00 01 01 00 01 00  01 00 00 01 01 00 01 01 
01 01 01 00 01 00 00 01  01 00 01 00 01 01 00 00  00 01 00 01 00 01 00 01  00 01 01 01 00 00 00 01 
00 01 01 00 01 00 00 00  01 00 00 00 01 00 00 01  01 01 00 00 00 01 01 01  00 01 00 00 00 01 01 01 
01 01 00 01 00 00 00 01  01 00 00 00 01 01 00 01  01 01 01 00 00 01 00 01  00 00 01 01 00 00 00 00 
00 01 00 01 01 01 01 00  01 00 01 01 00 00 01 00  01 01 00 01 00 01 01 01  01 01 01 01 00 00 00 00 
00 01 01 00 00 00 00 00  00 00 00 00 01 00 00 01  01 00 01 00 00 00 00 01  00 01 01 00 00 00 00 01 
01 01 

(所有数字均为2位，文件大小为194字节，即文件/字符串中二进制数的数量)

我尝试使用 bytearray 得到相同的结果

提前非常感谢

Answer 1

可以通过将字符串转换为整数并将二进制整数写入文件来解决，如下所示

import os
from array import *

def main():
    filename = "test.bin"
    bitstring = '10110101111111001101101010011011111010011010110001010101011100010110100010001001110001110100011111010001100011011110010100110000010111101011001011010111111100000110000000001001101000010110000111'
    print(bitstring)

    # split string to 8 bites long chunks
    splits = [bitstring[x:x + 8] for x in range(0, len(bitstring), 8)]
    print(splits)

    bin_array_in = array('B')
    bin_array_out = array('B')

    # convert bits to int and add to list
    for split in splits:
        bin_array_in.append(int(split, 2))

    print(bin_array_in)

    # dump list to file
    with open(filename, "wb+") as f:
        bin_array_in.tofile(f)
        f.close()

    print("file size: {}".format(os.path.getsize(filename)))

    # get the list from file
    with open(filename, "rb+") as f:
        bin_array_out.fromfile(f, len(bin_array_in))
        f.close()

    print(bin_array_out)

    # convert back to bin and join to one string 
    bitstring = ""
    for i in bin_array_out:
        bitstring += "{:08b}".format(i, "08b")

    print(bitstring)


if __name__ == '__main__':
    main()

只有一个问题，最后一个字节用 0 填充以形成 8 位 block 。我不知道更改读/写逻辑是否更容易，或者使您的初始字符串 % 8 更容易，所以我让您弄清楚这部分。