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Алексей Воронов
Asked:2020-01-18 18:55:28 +0000 UTC2020-01-18 18:55:28 +0000 UTC

如何交换数组元素的字节？

  • 772

有一个数组，其中每个元素都是一个两字节的字。如何交换每个元素的第一个和第二个字节？

python

4 个回答

  1. 数字有点魔力。首先，让我们将一个双字节数字拆分value为两个单字节数字：

    lo = value % 256
hi = value // 256

    现在让我们把它组装回一个两字节的：

    value == hi * 256 + lo # всегда должно быть верно
rev_value =  lo * 256 + hi # то, что хотим по условию, поменяли байты

    因此，如果我们将 shorter 写成一个函数：

    rev_bytes = lambda v: v % 256 * 256 + v // 256

    通过将此函数应用于列表的所有元素，例如使用map，我们得到一个完整的解决方案。

    注 1：为了提高性能，这应该按照逻辑位运算来编写，替换i // 256为i >> 8、和：i * 256i << 8+|

    rev_bytes = lambda v: ((v % 256) << 8) | (v >> 8)

    注意：注意操作顺序，如果括号放置不正确或根本没有放置，可能会得到意想不到的结果。

    注 2：这里另一个可能的优化是记忆。如果此函数需要多次应用，将所有双字节数字的结果一次保存到一个数组中，并用从该数组中获取所需元素代替函数调用会更快。

    更新：

    假设MyArray有一个存储在 中的双字节数字列表int。然后新数组将如下所示：

    NewArray = list(map(lambda v: ((v % 256) << 8) | (v >> 8), MyArray))

    map将对每个元素应用改变字节位置的功能MyArray。list将列出它。

    • 2
  2. Best Answer

    给定array一个数组，其中每个元素至少存储两个字节，要更改字节顺序，调用array.byteswap()以下方法就足够了：

    >>> import array
>>> a = array.array('h', [1, 32767])
>>> a.tobytes()
b'\x01\x00\xff\x7f'
>>> a.byteswap()
>>> a.tobytes()
b'\x00\x01\x7f\xff'
>>> a
array('h', [256, -129])

    可以看出，数字是使用本机字节顺序存储在数组中的（在我的系统上从“最低到最高”sys.byteorder等于）。'little'调用后，.byteswap()字节顺序变为“从高到低”，这改变了存储的值（总是sys.byteorder在解释中）：

    >>> import sys
>>> 1 .to_bytes(2, sys.byteorder)
b'\x01\x00'  # от "младшего к старшему"
>>> 1 .to_bytes(2, 'big')
b'\x00\x01'  # "от старшего к младшему"
>>> int.from_bytes(_, 'little') # интепретируя как от "младшего к старшему"
256

    相同的 API 适用于numpy数组：

    >>> import numpy
>>> a = numpy.array([1, 32767], dtype='h')
>>> a
array([    1, 32767], dtype=int16)
>>> a.tobytes()
b'\x01\x00\xff\x7f'
>>> a.byteswap(True) # inplace
array([ 256, -129], dtype=int16)
>>> a.tobytes()
b'\x00\x01\x7f\xff'

    可以看出，获得了相同的结果。

    如果您有一个带有 Python 数字的 Python 列表[1, 32767]，那么字节顺序的概念就没有多大意义。Python int 在内存中的实际表示方式取决于实现，并且与大多数应用程序无关。例如，在CPython中，它int由-sys.int_info.bits_per_digit位数字组成，每个数字占一个sys.int_info.sizeof_digit字节，这些数字从低位到高位，Python绝对值int为：

    SUM(for i=0 through abs(ob_size)-1) ob_digit[i] * 2**(SHIFT*i)
    • 2 
  3. def reverse(input):
    L = len(input)
    if L%2 <> 0:
        return 'Error' #Ошибка в случае когда L не кратно 2
    else:
        Res = ''
        L = L//2
        for i in range(L):
            T = input[i*2] + input[i*2+1]
            Res = T + Res
            T = ''
        return(Res);

    Arr- 你的数字数组（字符串数组，例如A1F6...，在你的情况下，每个字符串的形式）A65D

    调用代码：

    ArrLength = len(Arr)
for i in range(ArrLength):
    Arr[i] = reverse(Arr[i])
    • 1

  4. 您可以尝试将 Python 元素“序列化”为二进制 C-s 表示，然后交换字节。

    我假设元素存储为数字。

    from struct import pack, unpack

def reorder_bytes( value ):
    return unpack( "H", pack( "H", value )[::-1] )[0]


# модуль struct используется для конвертации С структур в python объекты
# H --- unsigned int16
# pack с "H" сконвертирует python int в бинарную строку длиной в 2 байта, соответствующую Си представление unsigned int16
# unpack возвращает tuple из распакованных данных, нужный нам результат будет в первом элементе.
    • 1

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