【Python 二进制和十六进制】零基础也能轻松掌握的学习路线与参考资料

在这里插入图片描述

1.了解二进制和十六进制的基本概念和用途

在计算机中，二进制和十六进制是两种常用的表示数据的方式。二进制只有两个数字0和1，表示一个比特（bit），在实际的计算机程序中，常用八个比特表示一个字节（byte）。而十六进制则由0-9和A-F组成，表示一个字节的所有16种可能的取值。

学习路线：

可以从计算机科学中的进制学习开始入门，Python编程基础中也有相关介绍。
参考教材：《深入浅出计算机组成原理（第2版）》，王爱英等著，人民邮电出版社。
参考网址：https://www.cnblogs.com/davidwang456/p/9195550.html、https://blog.youkuaiyun.com/qq_36334106/article/details/72541682

2.掌握Python中二进制和十六进制的转换方法

在Python中，可以使用bin()和hex()函数将十进制转换为二进制和十六进制。如果想将二进制或十六进制转换为十进制，可以使用int()函数。

学习路线：

在Python编程基础中有相关介绍，可以从此入门。
Python标准库中也有相关的模块，如binascii、struct等，可以查看官方文档了解更多用法。
参考书籍：《Python核心编程》，特蕾西·詹哥利诺著，中国电力出版社，第5章。
参考网址：https://www.runoob.com/python/python-numbers.html、https://docs.python.org/3/library/binascii.html、https://docs.python.org/3/library/struct.html

3.学习使用Python处理二进制和十六进制数据

在实际编程中，可能需要对二进制和十六进制数据进行操作，包括读取、写入、解析等。Python提供了许多库和模块来处理这些任务，如struct、binascii、pandas等。

学习路线：

可以从Python标准库中的模块开始学习，如struct和binascii，了解其用法。
学习使用pandas库处理二进制数据，可以先了解pandas的基本用法，再深入了解其对二进制数据的支持。
参考书籍：《Python数据科学手册》，杰克·范德普莱特著，人民邮电出版社。
参考网址：https://docs.python.org/3/library/struct.html、https://docs.python.org/3/library/binascii.html、https://pandas.pydata.org/pandas-docs/stable/user_guide/io.html#binary-dependencies

4.掌握Python中常用的二进制和十六进制编解码算法

在实际编程中，可能需要对数据进行加密、解密、压缩等操作。这些操作需要使用特定的编解码算法。Python提供了许多库和模块来支持这些算法，如base64、gzip、zlib等。

学习路线：

先了解这些编解码算法的原理及其在实际编程中的应用场景。例如，base64常用于将二进制数据转换为可读文本，gzip和zlib常用于压缩二进制数据。
在Python中，这些编解码算法都有对应的库和模块。可以先从标准库中的模块开始学习，如base64、gzip和zlib，了解其用法。
参考书籍：《Python标准库》（第2版），Doug Hellmann著，人民邮电出版社。
参考网址：https://docs.python.org/3/library/base64.html、https://docs.python.org/3/library/gzip.html、https://docs.python.org/3/library/zlib.html

优秀实践

1.编写一个函数，将一个十进制整数转换为二进制字符串。

可以使用bin()函数来实现，例如：

def dec2bin(num):
    return bin(num)[2:]

2.编写一个函数，将一个十六进制字符串转换为二进制字符串。

可以使用int()和bin()函数来实现，例如：

def hex2bin(hexstr):
    return bin(int(hexstr, 16))[2:]

3.编写一个函数，将一个二进制字符串转换为十六进制字符串。

可以使用int()和hex()函数来实现，例如：

def bin2hex(binstr):
    return hex(int(binstr, 2))[2:]

4.解析一个二进制数据包

可以使用struct模块来解析二进制数据包，例如：

import struct

data = b'\x01\x02\x03\x04'
values = struct.unpack('BBBB', data)
print(values)  # (1, 2, 3, 4)

5.压缩和解压二进制数据

可以使用gzip和zlib模块来实现，例如：

import gzip

data = b'hello world'
compressed = gzip.compress(data)
decompressed = gzip.decompress(compressed)
print(decompressed)  # b'hello world'

参考资料

1.丁二玖.菜鸟数据分析实战：Python篇[M]. 北京：机械工业出版社, 2019.

2.福颂.数据科学与Python [M]. 北京：电子工业出版社, 2020.

3.《Python编程从入门到实践》,Eric Matthes,人民邮电出版社,2018

4.《Python编程快速上手——让繁琐工作自动化》,Al Sweigart,人民邮电出版社,2020