字符串上的 Python/PySerial 位运算符

Question

我正在使用 PySerial (Python 2.7) 从这样的设备读取信息：

buffer += ser.read(3)

现在我在缓冲区中有三个字节（即 0xAE0259），其类型为 str。因为我是Python新手，所以我正在寻找“pythonian”方法来切断三个字节中最左边的（0xAE），然后将剩余的两个解释为int。 首先我想到了一个位掩码：buffer &= 0xFFFF 但 python 不允许我在 str 上使用位运算符。 任何将 buffer 转换为 int 的尝试也失败了。 然后我读到了有关“位串模块”的内容，它让我可以从 BitArray 中切出位范围，但我想使用它来实现此目的有点过头了？

Answer 1

您需要知道多字节类型是大端还是小端，以及它是有符号还是无符号。假设这两个字节是无符号的大端短字节，我会执行以下操作：

>>> buf = '\xAE\x02\x59'
>>> from struct import unpack
>>> unpack('>BH', buf)
(174, 601)

“>”表示大端。 “B”是第一个无符号字节，这是您不需要的。 'H' 是一个无符号短整型。

Answer 2

有两种简单的方法可以做到这一点。一种方法是将缓冲区转换为十六进制整数，并使用位掩码获取最后 32 位。另一种是使用切片运算符获取最后 4 个字符，并将余数解释为十六进制整数。

>>> buffer = 'AE0259'
>>> print int(buffer, 16) & 0xFFFF
601
>>> print int(buffer[-4:], 16) 
601

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编辑 - eryksun 有正确的答案，但我想针对实际用例更新我的示例。

>>> buffer = '\xAE\x02\x59'
>>> # print the integer value of the last two binary "characters"
>>> print sum((ord(x) << i*8 for i,x in enumerate(buffer[:-2-1:-1])))
601
>>> # print the integer value all binary "characters" 
>>> # with a bitmask of the lower 32 digits
>>> print sum((ord(x) << i*8 for i,x in enumerate(buffer[::-1]))) & 0xFFFF
601

Answer 3

如果您只需要进行字节解包，那么 struct 模块就是您的朋友（请参阅 eryksun 的答案），就像 bytearray 类型：

>>> ba = bytearray('\xae\x02\x59')

这允许您在字节级别进行索引和切片

>>> hex(ba[0])
'0xae'
>>> ba[1:3]
bytearray(b'\x02Y')

就将多个字节转换为整数而言，这非常有帮助，但是您'不太可能获得太多收益struct 除非你有一些不寻常的字节长度。您的两个字节转换为 int 变为：

>>> (ba[1] << 8) + ba[2]
601

您在评论中说您也想要一种进行按位切片的通用方法。恐怕没有 - 你最好的起点是从字节数组中进行移位和屏蔽。这就是为什么像 bitstring 这样的模块很有用（顺便说一句，我写了它） - 你让其他人来完成所有繁琐的工作容易出错的东西！

>>> b = bitstring.Bits(ba)
>>> b[8:].uint
601
>>> b.unpack('hex:8, uint:16')
['ae', 601]

Answer 4

如果 buffer 是一个字符串，您可以通过修剪字符串来“切断”剩余的字符，如下所示：

newstr = buffer[1:]

Answer 5

@ironchefpython 建议您应该使用什么，除了您的注释表明您的缓冲区实际上由二进制数据组成。假设是这种情况，这个解决方案应该可以工作，尽管它不是很优雅：

from struct import unpack
def strmask(buffer, mask):
   #calculate the number of bytes to extract
   mask_length = mask.bit_length() / 8  + (1 if mask.bit_length() % 8 > 0 else 0)
   #extract those bytes and put them into a Python int, then perform the mask
   return mask & reduce(lambda l,r: (l<<8)+r, unpack("B" * mask_length, buffer[-1 * mask_length:]))

这会产生您想要的结果 - 例如：

>>> print strmask('\xAE\x02\x59', 0xFFFF)
601