Python中的位掩码

Question

我有一个字节（来自其他供应商），它的可能位掩码如下：

value1 = 0x01
value2 = 0x02
value3 = 0x03
value4 = 0x04
value5 = 0x05
value6 = 0x06
value7 = 0x40
value8 = 0x80

我可以确定 value1 到 value6 中至少有一个是存在的。而 value7 可能被设置，也可能没有。value8 也是如此。

所以像这样是合法的：value2 | value7 | value8
而这样就不合法：value1 | value3 | value7

我需要弄清楚 value7 是否被设置，value8 是否被设置，以及剩下的值是什么。

我有以下的 Python 代码。有没有更优雅的方法来实现这个？

value1 = 0x01
value2 = 0x02
value3 = 0x03
value4 = 0x04
value5 = 0x05
value6 = 0x06
value7 = 0x40
value8 = 0x80

def format_byte_as_bits(value):
    return format(value,'b').zfill(8)

def mask_bits_on_byte(byte,mask):
    inverse_of_mask = mask ^ 0b11111111
    return byte & inverse_of_mask

def parse_byte(byte):

    value7_set = byte & value7 == value7
    value8_set = byte & value8 == value8
    byte = mask_bits_on_byte(byte,value7)
    byte = mask_bits_on_byte(byte,value8)
    base_value = byte
    return value7_set,value8_set,base_value

# Example 1
byte = value3 | value7
value7_set,value8_set,base_value = parse_byte(byte)
print("base_value = "+str(base_value))
print("value7_set = "+str(value7_set))
print("value8_set = "+str(value8_set))
print()

# Output:
# base_value = 3
# value7_set = True
# value8_set = False

# Example 2
byte = value5
value7_set,value8_set,base_value = parse_byte(byte)
print("base_value = "+str(base_value))
print("value7_set = "+str(value7_set))
print("value8_set = "+str(value8_set))
print()

# Output:
# base_value = 5
# value7_set = False
# value8_set = False

# Example 3
byte = value1 | value7 | value8
value7_set,value8_set,base_value = parse_byte(byte)
print("base_value = "+str(base_value))
print("value7_set = "+str(value7_set))
print("value8_set = "+str(value8_set))

# Output:
# base_value = 1
# value7_set = True
# value8_set = True

编辑 - 我太喜欢 StackOverflow 了。这里有这么多有用的答案，速度也很快！你们真棒！希望我能给所有答案都点赞。不过我至少会给每个人一个赞！

编辑2 - 根据下面的回答，代码简化为以下内容：

value1 = 0x01
value2 = 0x02
value3 = 0x03
value4 = 0x04
value5 = 0x05
value6 = 0x06
value7 = 0x40
value8 = 0x80

def parse_byte(byte):
    return byte & value7, byte & 0x80, byte & 7

# Example 1
byte = value3 | value7
value7_set,value8_set,base_value = parse_byte(byte)
print("base_value = "+str(base_value))
if value7_set: print("value7_set")
if value8_set: print("value8_set")
print()

# Example 2
byte = value5
value7_set,value8_set,base_value = parse_byte(byte)
print("base_value = "+str(base_value))
if value7_set: print("value7_set")
if value8_set: print("value8_set")
print()

# Example 3
byte = value1 | value7 | value8
value7_set,value8_set,base_value = parse_byte(byte)
print("base_value = "+str(base_value))
if value7_set: print("value7_set")
if value8_set: print("value8_set")
print()

Answer 1

你不需要另外两个函数：

def parse_byte(byte):
    value7_set = byte & value7 == value7
    value8_set = byte & value8 == value8
    base_value =  byte & 7
    return value7_set,value8_set,base_value

Answer 2

假设你有一个值，比如：

>>> x = 0b10001000

你可以通过下面的方式来检查高位的位是否被设置：

>>> bit8 = bool(x & 0b10000000)
>>> bit7 = bool(x & 0b01000000)

如果想找出哪个低位的位被设置了，可以用一个字典：

>>> bdict = dict((1<<i, i+1) for i in range(6))
>>> bdict[x & 0b00111111]
4

Answer 3

你定义的很多 value* 常量其实并不是位掩码，只有 value7 和 value8 是真正的位掩码。我建议再定义一个位掩码来提取低位，这样总共就会有三个位掩码：

mask0 = 0x07
mask1 = 0x40
mask2 = 0x80

现在你的函数变成了

def parse_byte(byte):
    return byte & mask2, byte & mask1, byte & mask0

我没有把结果转换成 bool 类型——我觉得没有必要。因为在用 if 检查返回值的时候，它会自动转换成 bool 类型。

另外要注意的是

format(value,'b').zfill(8)

可以简化为

format(value,'08b')