python字节到位串

Question

我有类型 bytes 的值需要转换为BIT STRINGbytes_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(我不确定最后的 B 是什么意思)，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 bytes 开始对象

遍历它给我们一个单字节的数字

每个字节是 8 位，因此解码已经为我们提供了正确的分隔

每个字节都使用 b 格式化二进制说明符，带有一些额外的格式:0零填充，8最小长度

我们使用 ' ' 加入(连接)格式化的结果作为“分隔符”

最后，结果按原样返回，如果最大位数 n未指定(设置为 None )，否则结果将被裁剪为 n + 在 8 个字符组之间添加的空格数。

在上面的解决方案中 8有点硬编码。
如果您希望它是一个参数，您可能需要查看(可能是) @kederrac first answer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。

极速， 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