========================== 3.5 字节到大整数的打包与解包 ========================== ---------- 问题 ---------- 你有一个字节字符串并想将它解压成一个整数。或者,你需要将一个大整数转换为一个字节字符串。 ---------- 解决方案 ---------- 假设你的程序需要处理一个拥有128位长的16个元素的字节字符串。比如: .. code-block:: python data = b'\x00\x124V\x00x\x90\xab\x00\xcd\xef\x01\x00#\x004' 为了将bytes解析为整数,使用 ``int.from_bytes()`` 方法,并像下面这样指定字节顺序: .. code-block:: python >>> len(data) 16 >>> int.from_bytes(data, 'little') 69120565665751139577663547927094891008 >>> int.from_bytes(data, 'big') 94522842520747284487117727783387188 >>> 为了将一个大整数转换为一个字节字符串,使用 ``int.to_bytes()`` 方法,并像下面这样指定字节数和字节顺序: .. code-block:: python >>> x = 94522842520747284487117727783387188 >>> x.to_bytes(16, 'big') b'\x00\x124V\x00x\x90\xab\x00\xcd\xef\x01\x00#\x004' >>> x.to_bytes(16, 'little') b'4\x00#\x00\x01\xef\xcd\x00\xab\x90x\x00V4\x12\x00' >>> ---------- 讨论 ---------- 大整数和字节字符串之间的转换操作并不常见。 然而,在一些应用领域有时候也会出现,比如密码学或者网络。 例如,IPv6网络地址使用一个128位的整数表示。 如果你要从一个数据记录中提取这样的值的时候,你就会面对这样的问题。 作为一种替代方案,你可能想使用6.11小节中所介绍的 ``struct`` 模块来解压字节。 这样也行得通,不过利用 ``struct`` 模块来解压对于整数的大小是有限制的。 因此,你可能想解压多个字节串并将结果合并为最终的结果,就像下面这样: .. code-block:: python >>> data b'\x00\x124V\x00x\x90\xab\x00\xcd\xef\x01\x00#\x004' >>> import struct >>> hi, lo = struct.unpack('>QQ', data) >>> (hi << 64) + lo 94522842520747284487117727783387188 >>> 字节顺序规则(little或big)仅仅指定了构建整数时的字节的低位高位排列方式。 我们从下面精心构造的16进制数的表示中可以很容易的看出来: .. code-block:: python >>> x = 0x01020304 >>> x.to_bytes(4, 'big') b'\x01\x02\x03\x04' >>> x.to_bytes(4, 'little') b'\x04\x03\x02\x01' >>> 如果你试着将一个整数打包为字节字符串,那么它就不合适了,你会得到一个错误。 如果需要的话,你可以使用 ``int.bit_length()`` 方法来决定需要多少字节位来存储这个值。 .. code-block:: python >>> x = 523 ** 23 >>> x 335381300113661875107536852714019056160355655333978849017944067 >>> x.to_bytes(16, 'little') Traceback (most recent call last): File "", line 1, in OverflowError: int too big to convert >>> x.bit_length() 208 >>> nbytes, rem = divmod(x.bit_length(), 8) >>> if rem: ... nbytes += 1 ... >>> >>> x.to_bytes(nbytes, 'little') b'\x03X\xf1\x82iT\x96\xac\xc7c\x16\xf3\xb9\xcf...\xd0' >>>