Python中整数的字节序

Question

我正在开发一个程序，里面需要把一些数据存储在整数中，并进行位操作。比如，我可能会接收到数字48，然后逐位处理它。一般来说，整数的字节序（也就是数据在内存中存储的顺序）是依赖于机器的表示方式的。但是，Python有没有什么办法保证整数总是以小端格式存储呢？还是说我需要像在C语言中那样检查字节序，然后为两种情况写不同的代码呢？

我之所以问这个，是因为我的代码在一台Sun机器上运行，虽然现在这台机器使用的是Intel处理器，但将来我可能需要换到一台使用Sun处理器的机器，而我知道那种机器是大端格式。

Answer 1

下面这段代码可以告诉你你的系统默认是小端模式（如果不是，就是大端模式）。

import struct
little_endian = (struct.unpack('<I', struct.pack('=I', 1))[0] == 1)

不过要注意，这个设置不会影响位运算符的行为：1<<1的结果总是等于2，无论你的系统是小端还是大端。

Answer 2

如果你需要对数据进行“位操作”，那么bitstring这个模块可能会对你有帮助。它还可以处理不同平台之间的数据字节顺序问题。

struct模块是处理不同平台之间字节顺序的最佳标准方法。举个例子，它可以把整数1、2、3打包成两个“短整型”和一个“长整型”（在大多数平台上分别是2字节和4字节），使用的是本地的字节顺序：

>>> from struct import *
>>> pack('hhl', 1, 2, 3)
'\x00\x01\x00\x02\x00\x00\x00\x03'
>>> unpack('hhl', '\x00\x01\x00\x02\x00\x00\x00\x03')
(1, 2, 3)

要以编程方式检查平台的字节顺序，你可以使用

>>> import sys
>>> sys.byteorder

这个方法会返回"big"或"little"。

Answer 3

Python中的int类型和你电脑的处理器使用的是一样的字节序。字节序就是数据在内存中存放的顺序。struct模块可以让你把字节数据转换成整数（也可以反过来，还有其他数据类型），你可以选择使用本地字节序、字节序小端（little-endian）或字节序大端（big-endian），这取决于你选择的格式字符串。如果格式字符串以@开头，或者没有字节序字符，就会使用本地字节序（同时使用本地大小），其他的则使用标准大小；用'~'表示本地，'<'表示小端，'>'或'!'表示大端。

这里说的是逐字节处理，而不是逐比特处理；我不太确定你在这个上下文中提到的逐比特处理具体指什么，但我想应该可以用类似的方法来处理。

如果你想快速处理大量简单的数据，可以考虑使用array模块——fromstring和tostring方法可以快速处理大量字节，而byteswap方法可以快速转换字节序（从本地字节序转换为非本地，或者反过来），同样适用于大量数据（整个数组）。