python3 python2 字符串与hex互转区别

本文介绍了Python2到Python3中字符串与十六进制互相转换的变化。在Python2中,可以使用`decode('hex')`和`encode('hex')`进行转换,而在Python3中,由于字符串和字节的处理方式改变,需要使用`bytes.fromhex()`和`.hex()`方法。对于非十六进制字符串,可以使用`bytes()`结合编码和`'x%02X'%b`格式化转换。

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1. python3 python2 字符串与hex互转区别

1. 在Python2.7.x上(更老的环境真心折腾不起),hex字符串和bytes之间的转换是这样的:

>>> a = 'aabbccddeeff'
>>> a_bytes = a.decode('hex')
>>> print(a_bytes)
b'\xaa\xbb\xcc\xdd\xee\xff'
>>> aa = a_bytes.encode('hex')
>>> print(aa)
aabbccddeeff
>>>

在python 3环境上,因为string和bytes的实现发生了重大的变化,这个转换也不能再用encode/decode完成了。

2.在python3.5之前,这个转换的其中一种方式是这样的:

# 当字符串是全部是十六进制的数字字母时 此方可可行
>>> a = 'aabbccddeeff'
>>> a_bytes = bytes.fromhex(a)
>>> print(a_bytes)
b'\xaa\xbb\xcc\xdd\xee\xff'
>>> aa = ''.join(['%02x' % b for b in a_bytes])
>>> print(aa)
aabbccddeeff
>>>
 
 
# 当字符串不是十六进制的数字字母时 此方法可行
>>> a = 'hello'
>>> a_bytes =bytes(a,encoding='utf8')
>>> a_bytes =''.join(['\\x%02X' % b for b in a_bytes ])
>>> print(a_bytes)
\x68\x65\x6C\x6C\x6F

3.到了python 3.5之后,就可以像下面这么干了:

# 当字符串是全部是十六进制的数字字母时 此方可可行
>>> a = 'aabbccddeeff'
>>> a_bytes = bytes.fromhex(a)
>>> print(a_bytes)
b'\xaa\xbb\xcc\xdd\xee\xff'
>>> aa = a_bytes.hex()
>>> print(aa)
aabbccddeeff
>>>
 
# 当字符串不是十六进制的数字字母时 此方法可行
>>> a = 'hello'
>>> a_bytes =bytes(a,encoding='utf8')
>>> a_bytes =''.join(['\\x%02X' % b for b in a_bytes ])
>>> print(a_bytes)
\x68\x65\x6C\x6C\x6F
 

<think>好的,用户现在想将2字节的hex字符串转换为二进制字符串,用Python实现。首先,我需要回顾之前提供的hex转二进制的方法,看看是否可以直接应用或者需要调整。 之前的回答中,我给出了一个通用的hex字符串转二进制的方法,每个hex字符转换为4位二进制,并处理了输入清洗和大小写的问题。但用户现在明确提到是2字节的hex字符串,也就是4个hex字符。可能需要特别注意字节对齐和补零的问题。 用户可能的需求是将类似"9F1A"这样的4字符hex字符串转换为16位的二进制字符串,每个字节对应两个hex字符。需要确保转换后的二进制字符串是连续的,并且每个字节的8位是否正确拼接。 首先,要确认输入的hex字符串是否为2字节,也就是4个字符。比如"00AB"这样的输入。用户可能希望得到对应的16位二进制,比如0000000010101011。需要处理可能的输入问题,比如长度是否为4,是否需要补零,或者用户是否希望每个字节单独处理后再拼接。 之前的代码中,hex_to_bin_str函数已经可以处理任意长度的hex字符串,包括4字符的情况。例如,输入"9F1A"会被转换为1001111100011010,这是正确的。但用户可能希望确保每个字节的高位和低位正确,或者是否需要考虑字节顺序(大端或小端)。 此外,需要检查是否有特殊处理的需求,比如是否需要补前导零,或者是否需要对每个字节进行填充到8位。例如,如果hex字符串是"1A",可能转换为00011010,但如果是两字节的话,可能需要两个字节的组合。 另外,用户提到的引用中,有关于字节和字符串转换的内容,比如使用&#39;latin-1&#39;编码,或者如何将字节转换为hex。可能需要考虑是否在转换过程中涉及字节对象,但用户的问题是从hex字符串到二进制字符串,所以可能不需要中间转换为字节,但需要确认。 可能的实现步骤: 1. 清洗输入,确保只有有效的hex字符,长度为4。 2. 将每个hex字符转换为4位二进制,拼接起来。 3. 确保总长度为16位,不足的话可能需要检查输入是否正确。 但之前的函数已经可以处理这些,只是需要输入是两字节的hex字符串。例如,输入"9F1A"会被处理成正确的二进制字符串。不过,用户可能希望针对两字节的情况进行优化或验证。 可能的问题点: - 输入长度是否为4,是否需要处理不足的情况,比如补零。 - 是否需要处理字节顺序,比如大端或小端排列。 - 是否需要将二进制字符串按字节分割,比如每8位一组。 例如,如果用户输入的hex字符串是"1A3B",转换为二进制是00011010 00111011,即拼接后的"0001101000111011"。 根据之前的代码,函数hex_to_bin_str会正确转换,但需要确保输入是两字节。因此,可能需要在代码中添加长度检查,或者用户自行确保输入正确。 另外,用户可能希望直接使用Python内置的方法,例如先将hex字符串转换为字节对象,再将每个字节转换为8位二进制,这样可能更高效。例如,使用bytes.fromhex方法,然后遍历每个字节,用format(byte, &#39;08b&#39;)来转换。 这种方法可能更简洁,并且处理大端的问题。例如: hex_str = "9F1A" bytes_obj = bytes.fromhex(hex_str) binary_str = &#39;&#39;.join(format(byte, &#39;08b&#39;) for byte in bytes_obj) 这会将每个字节转换为8位的二进制字符串,并拼接起来。但需要注意的是,bytes.fromhex会自动处理空格等,并且要求hex字符串长度为偶数。如果用户输入的hex字符串是两字节,即4个字符,这方法可行。 但这种方法之前的映射方法有何不同?例如,对于hex_str="9F1A",bytes.fromhex会将其转换为b&#39;\x9f\x1a&#39;,然后每个字节转为二进制:10011111和00011010(注意,9F的二进制是10011111,但之前的映射方法中,&#39;9&#39;转成1001,&#39;F&#39;转成1111,拼接为10011111,而&#39;1A&#39;转为00011010)。两种方法的结果应该一致。因此,可能两种方法都可以,但需要确认用户是否需要使用其中一种方式。 用户可能关心的是哪种方法更高效或更准确。例如,使用内置的bytes.fromhex方法可能更快速,尤其是处理长字符串时,而手动映射则更透明,便于处理每个字符。 因此,可能需要提供两种方法:一种是之前的字符映射方法,另一种是使用内置函数的方法,并比较两者的优缺点。 另外,需要考虑hex字符串的字节顺序,例如,如果用户提供的hex字符串是"1A9F",是否希望二进制按此顺序排列,或者是否需要调整字节顺序。但用户的问题中没有提到这点,所以可能不需要处理。 总结可能的解决方案: 方法一:使用之前的hex_to_bin_str函数,输入4字符的hex字符串,输出16位二进制字符串。 方法二:使用bytes.fromhex转换为字节对象,然后每个字节转为8位二进制字符串,拼接起来。 比较两种方法: 假设输入是"9F1A": 方法一: 清洗后的字符串是"9F1A",转换为每个字符的4位: &#39;9&#39; → 1001,&#39;F&#39;→1111,&#39;1&#39;→0001,&#39;A&#39;→1010 → 1001111100011010(16位) 方法二: bytes.fromhex("9F1A") → b&#39;\x9f\x1a&#39; 每个字节转换为二进制: 0x9f → 159 → 10011111 0x1a → 26 → 00011010 拼接后为1001111100011010(方法一结果相同) 所以两种方法得到的结果相同。但方法二可能更高效,尤其是处理长字符串时,因为使用了内置函数。 但需要处理输入中的非hex字符,例如,如果输入中有空格或其他字符,bytes.fromhex会自动忽略吗?测试发现,bytes.fromhex要求输入的字符串只能是hex字符(0-9, a-f, A-F)且长度为偶数,否则会报ValueError。例如,输入"9F 1A"会报错,因为空格被包含。所以在这种情况下,方法一中的输入清洗步骤更灵活,可以处理掉非hex字符,而方法二需要用户先清洗输入,确保字符串是有效的偶数长度。 因此,结合用户的需求,可能需要将两种方法都提供给用户,并说明适用场景。 在回答中,应该: 1. 确认输入是两字节的hex字符串(4个字符)。 2. 提供两种实现方式: a. 使用字符映射的方法,处理输入清洗。 b. 使用内置的bytes.fromhex方法,但需要预先清洗输入。 3. 强调输入需要是有效的两字节hex字符串,否则需要处理错误或清洗。 4. 可能添加输入验证,例如检查清洗后的长度是否为4字符。 5. 提供示例代码和测试案例。 另外,用户之前的问题中可能希望得到更具体的针对两字节的处理,例如是否需要补零到16位,或者在转换时处理字节顺序。因此,在代码中可能需要添加长度检查,并提示用户如何处理无效输入。 例如,在方法一中,可以添加检查: clean_hex = &#39;&#39;.join(...) if len(clean_hex) !=4: raise ValueError("输入必须是两字节的hex字符串") 或者在函数中处理,自动补零或截断?但用户可能需要严格的转换,所以最好提示用户确保输入正确。 总结,回答应该包括: - 两种方法的实现代码。 - 输入清洗和验证。 - 示例和测试。 - 可能的问题(如输入长度、无效字符)的处理。</think>#### Python实现2字节HEX转二进制字符串方法 --- ### 方法一:字符映射法(支持输入清洗) ```python def hex2_to_bin(hex_str): # 清洗输入并验证长度 clean_hex = &#39;&#39;.join(c.upper() for c in hex_str if c.upper() in &#39;0123456789ABCDEF&#39;) if len(clean_hex) != 4: raise ValueError("输入必须是2字节(4字符)的十六进制字符串") # 十六进制到二进制映射 hex_bin_map = { &#39;0&#39;: &#39;0000&#39;, &#39;1&#39;: &#39;0001&#39;, &#39;2&#39;: &#39;0010&#39;, &#39;3&#39;: &#39;0011&#39;, &#39;4&#39;: &#39;0100&#39;, &#39;5&#39;: &#39;0101&#39;, &#39;6&#39;: &#39;0110&#39;, &#39;7&#39;: &#39;0111&#39;, &#39;8&#39;: &#39;1000&#39;, &#39;9&#39;: &#39;1001&#39;, &#39;A&#39;: &#39;1010&#39;, &#39;B&#39;: &#39;1011&#39;, &#39;C&#39;: &#39;1100&#39;, &#39;D&#39;: &#39;1101&#39;, &#39;E&#39;: &#39;1110&#39;, &#39;F&#39;: &#39;1111&#39; } # 生成二进制字符串 return &#39;&#39;.join(hex_bin_map[c] for c in clean_hex) # 示例 input_hex = "9F1A" print(hex2_to_bin(input_hex)) # 输出: 1001111100011010 ``` --- ### 方法二:字节对象转换法(更高效) ```python def hex2_to_bin_fast(hex_str): # 清洗输入并验证 clean_hex = &#39;&#39;.join(c for c in hex_str if c in &#39;0123456789abcdefABCDEF&#39;) if len(clean_hex) != 4: raise ValueError("输入必须是2字节(4字符)的十六进制字符串") # 转换为字节对象后再转二进制 bytes_obj = bytes.fromhex(clean_hex) return &#39;&#39;.join(f"{byte:08b}" for byte in bytes_obj) # 示例 input_hex = "9F1A" print(hex2_to_bin_fast(input_hex)) # 输出: 1001111100011010 ``` --- ### 关键差异说明 | 特性 | 方法一 | 方法二 | |--------------------|-------------------------------|-------------------------------| | **输入清洗** | 自动过滤非法字符 | 需要预先清洗(示例已包含) | | **性能** | O(n)时间复杂度 | 更高效(内置C实现)[^4] | | **字节顺序** | 直接按字符顺序拼接 | 按字节原始顺序处理 | | **错误处理** | 显式长度验证 | 依赖`bytes.fromhex`的校验 | --- ### 典型应用场景 1. **硬件寄存器配置** 将 `"A5C3"` 转换为 `1010010111000011` 用于寄存器位操作[^4] 2. **网络协议解析** 解析TCP头部的16位校验和字段(如 `"0x1F2B"` → `0001111100101011`) 3. **加密算法** 处理AES加密中的2字节密钥块 --- ### 输入验证扩展 ```python # 添加自动补零功能(适用于非严格长度输入) def auto_pad_hex(hex_str): clean = &#39;&#39;.join(c for c in hex_str if c in &#39;0123456789abcdefABCDEF&#39;) return clean.ljust(4, &#39;0&#39;)[:4] # 不足补零,超长截断 input_hex = "A" # 输入不完整 padded_hex = auto_pad_hex(input_hex) # 得到 "A000" print(hex2_to_bin_fast(padded_hex)) # 输出: 1010000000000000 ``` --- ### 常见问题解决 **问题:输入包含空格或前缀`0x`如何处理?** 在清洗阶段过滤非HEX字符: ```python clean_hex = &#39;&#39;.join(c for c in hex_str if c in &#39;0123456789abcdefABCDEF&#39;) ``` **问题:需要小端字节序转换?** 调整字节顺序后再转换: ```python bytes_obj = bytes.fromhex(clean_hex)[::-1] # 反转字节顺序 ``` --- --相关问题-- 1. 如何将二进制字符串转回十六进制? 2. 如何处理超过2字节的HEX字符串转换? 3. 二进制字符串如何直接转换为整数?
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