如何将整数转换为可变长度字节字符串？

Question

我想将整数（int 或 long）转换为大端字节字符串。字节串必须是可变长度的，以便仅使用最小数量的字节（前面数据的总长度已知，因此可以推断出可变长度）。

我当前的解决方案是

import bitstring

bitstring.BitString(hex=hex(456)).tobytes()

这显然取决于机器的字节顺序并给出错误结果，因为 0 位是附加的并且没有前置。

有谁知道一种方法可以在不对 int 的长度或字节顺序做出任何假设的情况下做到这一点？

Answer 1

像这样的东西。未经测试（直到下次编辑）。对于 Python 2.x。假设n> 0.

tmp = []
while n:
    n, d = divmod(n, 256)
    tmp.append(chr(d))
result = ''.join(tmp[::-1])

编辑：经过测试。

如果您不阅读手册但喜欢 bitbashing，而不是 divmod caper，请尝试以下操作：

d = n & 0xFF; n >>= 8

编辑 2：如果您的数字相对较小，则以下方法可能会更快：

result = ''
while n:
    result = chr(n & 0xFF) + result
    n >>= 8

编辑 3：第二种方法不会不要假设 int 已经是 bigendian 了。以下是在臭名昭著的小端环境中发生的情况：

Python 2.7 (r27:82525, Jul  4 2010, 09:01:59) [MSC v.1500 32 bit (Intel)] on win32
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> n = 65539
>>> result = ''
>>> while n:
...     result = chr(n & 0xFF) + result
...     n >>= 8
...
>>> result
'\x01\x00\x03'
>>> import sys; sys.byteorder
'little'
>>>

Answer 2

使用 struct 和 itertools 的解决方案：

>>> import itertools, struct
>>> "".join(itertools.dropwhile(lambda c: not(ord(c)), struct.pack(">i", 456))) or chr(0)
'\x01\xc8'

我们可以通过使用简单的字符串条来删除 itertools：

>>> struct.pack(">i", 456).lstrip(chr(0)) or chr(0)
'\x01\xc8'

甚至删除 struct使用递归函数：

def to_bytes(n): 
    return ([chr(n & 255)] + to_bytes(n >> 8) if n > 0 else [])

"".join(reversed(to_bytes(456))) or chr(0)

Answer 3

如果您使用的是 Python 2.7 或更高版本，则可以使用 bit_length 方法将长度四舍五入到下一个字节：

>>> i = 456
>>> bitstring.BitString(uint=i, length=(i.bit_length()+7)/8*8).bytes
'\x01\xc8'

否则您可以只测试整个字节并在末尾填充零半字节如果需要，开始：

>>> s = bitstring.BitString(hex=hex(i))
>>> ('0x0' + s if s.len%8 else s).bytes
'\x01\xc8'

Answer 4

我在一行中重新表述了 John Machin 的第二个答案，以便在我的服务器上使用：

def bytestring(n):
    return ''.join([chr((n>>(i*8))&0xFF) for i in range(n.bit_length()/8,-1,-1)])

我发现第二种方法（使用位移位）对于大数字和小数字都更快，而不仅仅是小数字。