将4个整数打包为ONE BYTE？

Question

我有四个整数{a，b，c，d}，它们可以包含以下值范围：

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，然后写入二进制文件。 稍后，我想解压缩一个字节并从中获取格式的元组（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导致

dddcccba

转换为字符会将其转换为单个字节。

解包：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

试。

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的文件：

打包并转换为字节：

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

并解压缩：

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

这对你的例子来说可能有点过头了，但是当事情变得更复杂时它会很有用。

Answer 4

非常简单。面具（范围），将它们移动到位，或者它们在一起。

packed = ((a & 1) << 7) | ((b & 1) << 6) | ((c & 7) << 3) | (d & 7)

a = (packed >> 7) & 1
b = (packed >> 6) & 1
c = (packed >> 3) & 7
d = packed & 7