在Python中使用if else或正则表达式将二进制数据“111”更改为“001”

Question

我有一个文件，里面有一些二进制数据，比如：

0100010000101111101101001011010000101110111101111110111110111111111000000000001

我想把 11 转换成 01

举个例子，如果是 01，那就还是 01；如果是 011，那就变成 001；如果是 0111，那就变成 0001；如果是 01111，那就变成 00001

所以转换后，我的数据会变成：

0100010000100000100101001001010000100010000100000010000010000000001000000000001

我现在是用查找和替换的方法多次操作。

fin = open("1.txt", "rt")
data = fin.read()

data = data.replace('011', '001')


fin.close()
fin = open("2.txt", "wt")
fin.write(data)
fin.close()

os.remove('1.txt')



fin = open("2.txt", "rt")
data = fin.read()

data = data.replace('011', '001')


fin.close()
fin = open("1.txt", "wt")
fin.write(data)
fin.close()

os.remove('2.txt')

有没有人能指导我，怎么用一段代码通过正则表达式或者 if else 语句来实现这个？我刚开始学习 Python。

Answer 1

这里有一种使用位运算符的方法：

dataFormat = f'0{len(data)}b'
value = int(data, 2)

result = f'{value ^ (value << 1) & value:{dataFormat}}'

具体步骤：

首先，我们用一个异或（XOR）运算符和左移的值进行运算。这样做的目的是为了去掉一串数字中的所有1，只留下最后一个。

       0100010000101111101101001011010000101110111101111110111110111111111000000000001  
 XOR  01000100001011111011010010110100001011101111011111101111101111111110000000000010
--------------------------------------------------------------------------------------- 
  =   01100110001110000110111011101110001110011000110000011000011000000001000000000011 

这个方法效果不错，但现在在原始值中，1前面的每个0都会变成1。

要解决这个问题，你只需要用与（AND）运算符和原始值进行运算：

      01100110001110000110111011101110001110011000110000011000011000000001000000000011
 AND   0100010000101111101101001011010000101110111101111110111110111111111000000000001
---------------------------------------------------------------------------------------
  =    0100010000100000100101001001010000100010000100000010000010000000001000000000001

---

还有一种方法，就是连续进行三次替换：

• 第一次替换保护住'10'这个组合
• 第二次替换把所有的1都变成0
• 第三次替换再把'10'恢复回来

f'{data}0'.replace('10', 'X').replace('1', '0').replace('X', '10')[:-1]

Answer 2

你可以简单地把一个后面跟着另一个的 1 替换成 0：

import re

data = "0100010000101111101101001011010000101110111101111110111110111111111000000000001"
data = re.sub(r'1(?=1)', '0', data)
print(data)

输出结果：

'0100010000100000100101001001010000100010000100000010000010000000001000000000001'