如何在Python中正确处理八位字节中的4位数据

Question

我正在写一个应用程序，用来解析某些网络数据包。一个数据包的字段里包含了协议的版本号，这个版本号用一个字节表示，其中高4位是“主版本号”，低4位是“次版本号”。现在我正在用以下方式来解析这些版本号，但我在想有没有更好看或者更符合Python风格的方法来做这件事：

    v = ord(data[17])
    major = (v & int('11110000',2) ) >> 4
    minor = v & int('00001111',2)

Answer 1

用字面量代替调用 int 会更整洁。比如，你可以使用二进制字面量或十六进制字面量：

major = (v & 0xf0) >> 4
minor = (v & 0x0f)

二进制字面量只适用于 Python 2.6 或更高版本，格式是 0b11110000。如果你使用的是 Python 2.6 或更高版本，可能想看看 bytearray 类型，因为它可以让你把数据当作二进制来处理，这样就不需要调用 ord 了。

如果你在解析二进制数据时发现需要进行很多位操作，可能想尝试一些更通用的解决方案，因为有一些第三方模块专门处理这个问题。其中一个是 hachoir（编辑：已删除无效链接 1/2023），还有一个更底层的选择是 bitstring（编辑：已删除无效链接 1/2023）（这是我写的）。在这种情况下，你的解析可能会变成这样：

major, minor = data.readlist('uint:4, uint:4')

如果你需要进行很多这样的读取，这样的方式会更容易管理。

Answer 2

给函数起个好名字总是个不错的主意，这样可以把那些复杂和不相关的内容隐藏起来。这样一来，处理细节的代码就集中在一些小的、容易验证正确的函数里，而更高层的代码则可以直接说明这些细节处理的目的。

def high_nibble(byte):
    """Get 4 high order bits from a byte."""
    return (byte >> 4) & 0xF

def low_nibble(byte):
    """Get 4 low order bits from a byte."""
    return byte & 0xF

def parse_version(version_byte):
    """Get the major-minor version tuple from the version byte."""
    return high_nibble(version_byte), low_nibble(version_byte)

major, minor = parse_version(version_byte)

Answer 3

你可以这样写二进制数字，比如0b1111000

不过对于你的例子，我可能会用十六进制来表示

v = ord(data[17])
major = (v & 0xF0) >> 4
minor = (v & 0x0F)

你可能还想使用struct模块来把数据包拆分成不同的部分