Python: извлечение битов из байта

Question

Я читаю двоичный файл на python, и документация для формата файла говорит:

Флаг (в двоичном формате) Значение

1 nnn nnnn Указывает, что должен следовать один байт данных то есть дублируется nnn nnnn (максимум 127) раз.

0 nnn nnnn Указывает на наличие nnn nnnn байтов изображения данные для последующего (максимум 127 байт) и что дубликатов нет.

n 000 0000 Поле конца строки. Указывает на конец строки запись. Значение n может быть равно нулю или единице. Обратите внимание, что поле конца строки является обязательным и что это отражается на длине строки записи поле, упомянутое выше.

При чтении файла я ожидаю, что байт, который я получу, вернет 1 nnn nnnn, где часть nnn nnnn должна быть 50.

Я смог сделать это, используя следующее:

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

Но расчет numbytes выглядит как дешевый обходной путь.

Могу ли я сделать еще немного математики, чтобы выполнить вычисление numbytes?

Как бы вы подошли к этому?

Answer 1

Классический подход к проверке, установлен ли бит, заключается в использовании двоичного оператора «и», т. Е.

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

Чтобы проверить, установлен ли n ^ -й бит, используйте степень двух,или лучше битовое смещение

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

Вы можете удалить начальный бит, используя маску AND и байт из файла. Это оставит вас со значением оставшихся битов:

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

Я считаю, что двоичные числа легче понять, чем шестнадцатеричные при выполнении битовой маскировки.

РЕДАКТИРОВАТЬ: чуть более полный пример для вашего варианта использования:

LEADING_BIT_MASK =  0b10000000
VALUE_MASK = 0b01111111

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

for byte in bytes:
    value = byte & VALUE_MASK
    has_leading_bit = byte & 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

Если я правильно прочитал ваше описание:

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

Answer 4

Вместо int (bin (byte) [3:], 2) вы можете просто использовать: int (bin (byte >> 1), 2)

Answer 5

вот так:

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 6

Вы можете сделать это так:

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)

Answer 7

не уверен, что я вас правильно понял, но если я это сделал, это должно сработать:

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