Python处理字节(bytes bytearray)

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0. 前言

在了解到python的灵活性之后，一些之前采用C++去做的内容现在都耐不住想往python转。

手上有一个串口传感器需要读写数据，于是学习一下python中处理字节的有关接口。

本文主要参考官方文档：Binary Sequence Types

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1. 数据类型

处理字节的数据类型主要有bytes和bytearray，这二者都是python的内置类型，区别在于前者是不可变序列，后者可变（类似于tuple与list的关系）。

出于灵活性考虑使用bytearray会更多一些，本文的例子也主要以bytearray为主。

要创建一个bytearray，可以通过构造函数，也可以通过字面量b'abc'创建，字面量默认为bytes类型：

b = bytes(10) # 创建大小为10，全部填0
b = bytes(range(10)) # 1-10

b = b'123' 
ba = bytearray(b'123')
print(b) 	# b'abc'
print(ba)	# bytearray(b'abcd')

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2. 类型转换

常用当属转成int了，可以直接取[]索引取出单个字节得到int值：

a = b'abc'[0] # 97

也可以将bytearray转换成list得到一个int型数组：

arr = list(b'abc') # [97, 98, 99]

还可以通过int.frombyte()函数，将一个bytes整体转成int：

m = b'\xa0\x86\x01\x00'
a = int.from_bytes(m, byteorder='little', signed=True)
print(a) # 10000

从int转回bytes用到int.to_bytes()函数，指定字节数、字节序（大小端）、是否有符号：

a = 100000
m = a.to_bytes(4, byteorder='little', signed=True) 
print(m)  # b'\xa0\x86\x01\x00'

需要注意：字节数必须能够表示该整数，如a=10000时，指定字节数为1将产生错误。

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3. 常用接口

首先，当然是查看十六进制数据具体值，可以使用hex()函数，将返回一个字符串，每个字节由2个十六进制位组成：

b'\xf0\xf1\xf2'.hex() # 'f0f1f2'

# 也可以从16进制字符串转成bytes，将忽略所有空白部分
bytes.fromhex('2Ef0 F1f2  ') # b'.\xf0\xf1\xf2'

查找函数主要有find()、rfind()和index()、rindex()，r开头表示从后往前查找。find()函数没找到返回-1，index()函数没找到将报错。

❗️❗️❗️ 所有传入的参数不能是str字符串（如'abc'），依旧需要用b'abc'的形式；

拼接、截取可通过+和切片实现：

a = b'123456'
b = a[1:]  			# b == b'23456'
c = b'abc' + a 	# c == b'abc123456'

还有很多方便的接口，不具体展开，需要使用的时候再去这里看文档即可：

• 替换：replace()
• 判断前缀后缀：startswith()、endswith()
• 分割：split()
• 从头尾移除特定字符：strip，默认移除空白，如传入b'abc'可以删除前后所有abc的任意组合；
• 是否只有数字：isalnum()，可以为空
• 是否是数字：isdigit()，不能为空
• 是否只有字母：isalpha()
• 是否只有ascii字符：isascii()，每个字节取值都在[0, 0x7F]
• 大小写判断：islower()、isupper()，不能为空
• 大小写化：lower()、upper()
• 标题判断和标题化：istitle()、title()，判断或转成Hello World的形式

如有错误欢迎指正，共同进步~

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今天你学废了吗？