Python：从字节中提取位

Question

我正在用 python 读取二进制文件，文件格式的文档说：

标志（二进制）含义

1 nnn nnnn 表示有一个数据字节要复制 nnn nnnn（最多 127 次）次。

0 nnn nnnn 表示有 nnn nnnn 个字节的图像数据要跟随（最大 127 个字节）并且没有重复。

n 000 0000 行结束字段。 表示行记录的结束。 n 的值可以是零或一。 请注意，行尾字段是必需的，它反映在上面提到的行记录字段的长度中。

读取文件时，我期望我所在的字节返回1 nnn nnnn ，其中nnn nnnn部分应为 50。

我已经能够使用以下方法做到这一点：

flag = byte >> 7
numbytes = int(bin(byte)[3:], 2)

但是 numbytes 计算感觉像是一种廉价的解决方法。

我可以做更多的数学运算来完成 numbytes 的计算吗？

你会如何处理这个问题？

Answer 1

检查位是否设置的经典方法是使用二进制“与”运算符，即

x = 10 # 1010 in binary
if x & 0b10:  # explicitly: x & 0b0010 != 0
    print('First bit is set')

要检查是否设置了第 n^ 位，请使用 2 的幂或更好的位移位

def is_set(x, n):
    return x & 2 ** n != 0 

    # a more bitwise- and performance-friendly version:
    return x & 1 << n != 0

is_set(10, 1) # 1 i.e. first bit - as the count starts at 0-th bit
>>> True

Answer 2

您可以使用掩码与文件中的字节进行 ANDed 去除前导位。 这将为您留下剩余位的值：

mask =  0b01111111
byte_from_file = 0b10101010
value = mask & byte_from_file
print bin(value)
>> 0b101010
print value
>> 42

在进行位屏蔽时，我发现二进制数比十六进制数更容易理解。

编辑：您的用例稍微更完整的示例：

LEADING_BIT_MASK =  0b10000000
VALUE_MASK = 0b01111111

values = [0b10101010, 0b01010101, 0b0000000, 0b10000000]

for v in values:
    value = v & VALUE_MASK
    has_leading_bit = v & LEADING_BIT_MASK
    if value == 0:
        print "EOL"
    elif has_leading_bit:
        print "leading one", value
    elif not has_leading_bit:
        print "leading zero", value

Answer 3

如果我正确阅读了您的描述：

if (byte & 0x80) != 0:
    num_bytes = byte & 0x7F

Answer 4

你去吧：

class ControlWord(object):
    """Helper class to deal with control words.

    Bit setting and checking methods are implemented.
    """
    def __init__(self, value = 0):
        self.value = int(value)
    def set_bit(self, bit):
        self.value |= bit
    def check_bit(self, bit):
        return self.value & bit != 0
    def clear_bit(self, bit):    
        self.value &= ~bit

Answer 5

而不是 int(bin(byte)[3:], 2)，你可以简单地使用：int(bin(byte>>1),2)

Answer 6

不确定我是否正确理解了你，但如果我这样做了，这应该可以解决问题：

>>> x = 154 #just an example
>>> flag = x >> 1
>>> flag
1
>>> nb = x & 127
>>> nb
26

Answer 7

你可以这样做：

def GetVal(b):
   # mask off the most significant bit, see if it's set
   flag = b & 0x80 == 0x80
   # then look at the lower 7 bits in the byte.
   count = b & 0x7f
   # return a tuple indicating the state of the high bit, and the 
   # remaining integer value without the high bit.
   return (flag, count)

>>> testVal = 50 + 0x80
>>> GetVal(testVal)
(True, 50)