golang(Go语言) byte/[]byte 与 二进制形式字符串 互转

本文介绍了如何在Go语言中将byte或[]byte转换为二进制形式的字符串,以及如何将二进制形式的字符串还原为byte/[]byte。通过一个开源库biu提供了便捷的转换功能,并给出了具体的代码实现示例。

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效果

把某个字节或字节数组转换成字符串01的形式,一个字节用8个”0”或”1”字符表示。比如:
byte(3) –> “00000011”
[]byte{1,2,3} –> “[00000001 00000010 00000011]”
“[00000011 10000000]” –> []byte{0x3, 0x80}

开源库 biu

实际上我已经将其封装到一个开源库了(biu),其中的一个功能就能达到上述效果:

//byte/[]byte -> string
bs := []byte{1, 2, 3}
s := biu.BytesToBinaryString(bs)
fmt.Println(s) //[00000001 00000010 00000011]
fmt.Println(biu.ByteToBinaryString(byte(3))) //00000011

//string -> []byte
s := "[00000011 10000000]"
bs := biu.BinaryStringToBytes(s)
fmt.Printf("%#v\n", bs) //[]byte{0x3, 0x80}

代码实现

const (
    zero  = byte('0')
    one   = byte('1')
    lsb   = byte('[') // left square brackets
    rsb   = byte(']') // right square brackets
    space = byte(' ')
)

var uint8arr [8]uint8

// ErrBadStringFormat represents a error of input string's format is illegal .
var ErrBadStringFormat = errors.New("bad string format")

// ErrEmptyString represents a error of empty input string.
var ErrEmptyString = errors.New("empty string")


func init() {
    uint8arr[0] = 128
    uint8arr[1] = 64
    uint8arr[2] = 32
    uint8arr[3] = 16
    uint8arr[4] = 8
    uint8arr[5] = 4
    uint8arr[6] = 2
    uint8arr[7] = 1
}

// append bytes of string in binary format.
func appendBinaryString(bs []byte, b byte) []byte {
    var a byte
    for i := 0; i < 8; i++ {
        a = b
        b <<= 1
        b >>= 1
        switch a {
        case b:
            bs = append(bs, zero)
        default:
            bs = append(bs, one)
        }
        b <<= 1
    }
    return bs
}


// ByteToBinaryString get the string in binary format of a byte or uint8.
func ByteToBinaryString(b byte) string {
    buf := make([]byte, 0, 8)
    buf = appendBinaryString(buf, b)
    return string(buf)
}

// BytesToBinaryString get the string in binary format of a []byte or []int8.
func BytesToBinaryString(bs []byte) string {
    l := len(bs)
    bl := l*8 + l + 1
    buf := make([]byte, 0, bl)
    buf = append(buf, lsb)
    for _, b := range bs {
        buf = appendBinaryString(buf, b)
        buf = append(buf, space)
    }
    buf[bl-1] = rsb
    return string(buf)
}

// regex for delete useless string which is going to be in binary format.
var rbDel = regexp.MustCompile(`[^01]`)

// BinaryStringToBytes get the binary bytes according to the
// input string which is in binary format.
func BinaryStringToBytes(s string) (bs []byte) {
    if len(s) == 0 {
        panic(ErrEmptyString)
    }

    s = rbDel.ReplaceAllString(s, "")
    l := len(s)
    if l == 0 {
        panic(ErrBadStringFormat)
    }

    mo := l % 8
    l /= 8
    if mo != 0 {
        l++
    }
    bs = make([]byte, 0, l)
    mo = 8 - mo
    var n uint8
    for i, b := range []byte(s) {
        m := (i + mo) % 8
        switch b {
        case one:
            n += uint8arr[m]
        }
        if m == 7 {
            bs = append(bs, n)
            n = 0
        }
    }
    return
}

<think>好的,我现在需要帮助用户了解如何将字符串转换二进制表示。首先,我要回顾一下用户提供的引用内容,看看有哪些现有的方法可以参考。 根据引用[2]和[5],Python中可以通过将每个字符转换为ASCII值,再转为二进制字符串。引用[5]中的代码示例展示了如何逐个字符处理,手动计算二进制位,不过这种方法可能效率不高。而引用[2]提到,字符串本质上就是字节数组,所以可能需要更直接的方法,比如使用内置函数或者编码转换。 然后,引用[1]是关于Qt/C++的转换方法,用户可能对多语言实现感兴趣,但用户的问题没有指定语言,所以需要涵盖常见语言的方法,比如Python、JavaScript、Golang、PHP等,根据提供的引用,这些都有涉及。例如,引用[3]提到了Golang的十六进制转二进制,但用户的问题是关于字符串二进制,可能需要调整思路。引用[4]是PHP的实现,使用base_convert函数,但需要注意字符编码的问题,比如处理多字节字符可能需要先转为ASCII或Unicode。 接下来,我需要整理步骤:首先,将字符串拆分成单个字符,然后获取每个字符的ASCII码值,接着将ASCII码转换二进制字符串,并处理前导零的问题。例如,Python中可以用bin(ord(c))[2:].zfill(8)来得到8位二进制数。或者使用bytes对象的转换,例如s.encode('utf-8')会得到字节,再格式化为二进制。 还要注意不同语言的不同实现方式,比如JavaScript可以用charCodeAt和toString(2),而PHP可以用base_convert或者unpack函数。对于Golang,可能需要使用fmt.Sprintf和%b格式化,但需要处理补零的问题,或者用strconv包。 另外,需要考虑多字节编码的情况,比如UTF-8中的字符可能占用多个字节,这时候每个字节都需要单独转换。例如,在Python中,'你好'.encode('utf-8')会生成多个字节,每个字节都要转为8位二进制。 用户可能对实现细节有疑问,比如为什么需要补零到8位,这是因为每个ASCII字符用8位表示,而手动转换时可能需要填充前面的零。此外,不同语言字符串处理方式不同,比如在JavaScript中处理Unicode可能需要考虑更复杂的情况。 最后,我需要综合各个引用中的方法,给出不同语言的实现示例,并说明步骤和注意事项,确保用户理解原理和实现方式。同时,提醒用户注意编码问题,比如非ASCII字符的处理,以及不同语言中的函数差异。</think>### 字符串二进制的方法及实现 字符串二进制是编程中常见的需求,核心思路是将每个字符转换为对应的二进制编码(如ASCII或Unicode)。以下是具体方法和不同语言的实现示例: --- #### **实现原理** 1. **字符拆分**:将字符串拆分为单个字符。 2. **编码转换**:获取字符的编码值(如ASCII码或Unicode码)。 3. **二进制转换**:将编码值转换二进制字符串,并补足前导零(如ASCII码需补至8位)。 4. **拼接结果**:将所有字符的二进制表示拼接为完整字符串[^2][^5]。 --- #### **代码示例** ##### **Python** ```python text = "Hello" binary_str = ' '.join(format(ord(c), '08b') for c in text) # 补足8位 print(binary_str) # 输出: 01001000 01100101 01101100 01101100 01101111 ``` - 说明:`ord(c)`获取字符的Unicode码,`format(..., '08b')`将其转为8位二进制字符串[^5]。 ##### **JavaScript** ```javascript function strToBin(text) { return text.split('').map(c => c.charCodeAt(0).toString(2).padStart(8, '0') ).join(' '); } console.log(strToBin("AB")); // 输出: 01000001 01000010 ``` ##### **Golang** ```go package main import ( "fmt" "strconv" ) func strToBin(s string) string { binStr := "" for _, c := range s { binStr += fmt.Sprintf("%08b ", byte(c)) // 按字节处理 } return binStr } func main() { fmt.Println(strToBin("Go")) // 输出: 01000111 01101111 } ``` ##### **PHP** ```php function strToBin($str) { $bin = ''; for ($i = 0; $i < strlen($str); $i++) { $bin .= str_pad(decbin(ord($str[$i])), 8, '0', STR_PAD_LEFT) . ' '; } return trim($bin); } echo strToBin("PHP"); // 输出: 01010000 01001000 01010000 ``` --- #### **注意事项** 1. **编码范围**:ASCII字符需补至8位,Unicode字符(如中文)需按UTF-8编码拆分为多字节处理[^4]。 2. **语言差异**:某些语言(如C++)需手动转换,而Python可直接用`bytes`对象处理: ```python text = "你好" binary_data = ' '.join(format(b, '08b') for b in text.encode('utf-8')) print(binary_data) # 输出多字节二进制序列 ``` ---
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