寻找一种更优雅的方式将字节转换为位列表

Question

我目前正在使用这个小函数将一个字节转换为整数位列表，因为我需要迭代一个字节的单个位。

def byteToBitList(byte):
    return [int(bit) for bit in "{0:08b}".format(byte)]

不过我觉得不是很优雅。有一个更好的方法吗？可能不使用字符串？

Answer 1

您可以使用以下更快的解决方案：

byte = 0xfc

In [206]: list(map(int, bin(byte)[2:].zfill(8)))
Out[206]: [1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0]

时间:

In [209]: %timeit byteToBitList(byte)
100000 loops, best of 3: 5.69 us per loop

In [211]: %timeit list(map(int, bin(byte)[2:].zfill(8)))
100000 loops, best of 3: 4.27 us per loop

Answer 2

您总是可以从使用 bitwise operations 中获益，它使用标准整数对象。只需一次将您的数字移动一位并收集最右边的位值。例如：

>>> byte = 0xFC
>>> list_size = 8
>>> [(byte >> i) & 1 for i in range(list_size)][::-1] # reverse this array, since left-most bits are evaluated first.
[1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0]

时间使用IPython：1000000 loops, best of 3: 1.54 µs per loop

甚至可以在不反转数组的情况下生成此列表:

>>> byte = 0xFC
>>> list_size = 8
>>> [(byte & (1 << (list_size - 1 - k))) >> (list_size - 1 - k) for k in range(list_size)]
[1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0]

计时使用 IPython：100000 loops, best of 3: 2.3 µs per loop。显然，反转列表比使用两个班次更快！

此外，this Stack Overflow thread 包含一个非常相似的问题。

Answer 3

如果要避免字符串操作，可以使用二进制操作，即移位<<和>>结合逻辑与&.

>>> def byteToBitList(byte):
    return [(byte & (1 << k)) >> k for k in range(8)]

>>> byteToBitList(0xfc)
[0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1]

Answer 4

您可以将 bin() 与 str.zfill() 结合使用，将整数转换为二进制表示形式：

def byteToBitList(byte):
    return [int(bit) for bit in bin(byte)[2:].zfill(8)]

这里假定 byte 确实是一个 0-255 的无符号整数。任何更大的结果列表将超过 8 位，尽管结果是正确的，只是没有填充零。

寻找一种更优雅的方式将字节转换为位列表

Searching a more elegant way for converting a byte to a list of bits

python

byte

function

list

bit