Есть массив, в котором каждый элемент является двухбайтовым словом. Как поменять местами первый и второй байт каждого элемента?
4 ответа
Имея array
массив, в котором каждый элемент хранится в минимум двух байтах, чтобы поменять порядок байт, достаточно вызвать array.byteswap()
метод:
>>> import array
>>> a = array.array('h', [1, 32767])
>>> a.tobytes()
b'\x01\x00\xff\x7f'
>>> a.byteswap()
>>> a.tobytes()
b'\x00\x01\x7f\xff'
>>> a
array('h', [256, -129])
Видно что числа были сохранены в массив используя родной порядок байт (sys.byteorder
равно 'little'
на моей системе—от "младшего к старшему"). После вызова .byteswap()
порядок байт поменялся на "от старшего к младшему", что изменило хранимые значения (которые всегда в sys.byteorder
интерпретируются):
>>> import sys
>>> 1 .to_bytes(2, sys.byteorder)
b'\x01\x00' # от "младшего к старшему"
>>> 1 .to_bytes(2, 'big')
b'\x00\x01' # "от старшего к младшему"
>>> int.from_bytes(_, 'little') # интепретируя как от "младшего к старшему"
256
То же API работает и для numpy
массивов:
>>> import numpy
>>> a = numpy.array([1, 32767], dtype='h')
>>> a
array([ 1, 32767], dtype=int16)
>>> a.tobytes()
b'\x01\x00\xff\x7f'
>>> a.byteswap(True) # inplace
array([ 256, -129], dtype=int16)
>>> a.tobytes()
b'\x00\x01\x7f\xff'
Видно, что идентичные результаты получаются.
Если у вас есть Питон список с Питон числами [1, 32767]
, то понятие порядка байт большого смысла не имеет. Как фактически Python int в памяти представлен зависит от реализации и для большинства приложений это не имеет значения. К примеру, в CPython, int
состоит из sys.int_info.bits_per_digit
-битных цифр, каждая из которых занимает sys.int_info.sizeof_digit
байт, где эти цифры идут от младшей к старшей позиции и абсолютное значение Python int
равно:
SUM(for i=0 through abs(ob_size)-1) ob_digit[i] * 2**(SHIFT*i)
Немного магии с числами. Сначала разобьём двухбайтовое число value
на два однобайтовых:
lo = value % 256
hi = value // 256
Теперь соберём обратно в двухбайтовое:
value == hi * 256 + lo # всегда должно быть верно
rev_value = lo * 256 + hi # то, что хотим по условию, поменяли байты
В итоге, если записать короче в виде функции:
rev_bytes = lambda v: v % 256 * 256 + v // 256
Применив эту функцию ко всем элементам списка, например, с помощью map
, мы получим полноценное решение.
Замечание 1:
Для увеличения производительности это следовало бы записать через логические побитовые операции, заменив i // 256
на i >> 8
, i * 256
на i << 8
, и +
на |
:
rev_bytes = lambda v: ((v % 256) << 8) | (v >> 8)
Внимание: осторожнее с порядком следования операций, можно получить неожиданный результат, если неправильно расставить скобки или вовсе этого не делать.
Замечание 2: Ещё одной возможной оптимизацией здесь является меморизация. Если эту функцию надо будет применять очень много раз - будет быстрее один раз сохранить её результаты для всех двухбайтовых чисел в массив, а вызов функции заменить взятием нужного элемента из этого массива.
UPD:
Пусть MyArray
есть список двухбайтовых чисел, хранимых в int
. Тогда новый массив будет таким:
NewArray = list(map(lambda v: ((v % 256) << 8) | (v >> 8), MyArray))
map
применит функцию смены байт местами к каждому элементу MyArray
. list
сделает из него список.
-
1
-
1- Какой тип у
value
? Python int не является "двухбайтовым словом". 2- О производительностиi * 256
по сравнению сi << 8
не стоит без измерений говорить (даже на С не ясно есть ли разница, не говоря про Питон) 3- упомяните явно поведение для отрицательных чисел 4-v % 256
можно какv & 0xFF
записать. – jfs 20 янв '17 в 7:26
def reverse(input):
L = len(input)
if L%2 <> 0:
return 'Error' #Ошибка в случае когда L не кратно 2
else:
Res = ''
L = L//2
for i in range(L):
T = input[i*2] + input[i*2+1]
Res = T + Res
T = ''
return(Res);
Arr
- ваш массив чисел (массив строк, каждая строка вида A1F6...
, в вашем случае A65D
, к примеру)
Код вызова:
ArrLength = len(Arr)
for i in range(ArrLength):
Arr[i] = reverse(Arr[i])
-
1Надо немного подправить код: заменить
<>
на!=
. И ещё хорошо бы прикрутить преобразование в hex и обратно с добавлением необходимого числа нулей в начало строки. – diversenok 18 янв '17 в 12:06 -
@diversenok тогда придётся как-то вычислять, с какой стороны добавлять нули. Не так ли? – Denis Leonov 18 янв '17 в 12:09
-
1Просто двухбайтовые числа, записанные в виде строки, не всегда имеют длину 4 символа. Ладно, напишу сам:
IntToHex = lambda a: '0' * (6 - len(hex(a))) + hex(a)[2:]
– diversenok 18 янв '17 в 12:16 -
Можно попробовать "сериализовать" Python элемент в бинарное сишное представление, затем поменять местами байты.
Предполагаю, что элементы хранятся в виде чисел.
from struct import pack, unpack
def reorder_bytes( value ):
return unpack( "H", pack( "H", value )[::-1] )[0]
# модуль struct используется для конвертации С структур в python объекты
# H --- unsigned int16
# pack с "H" сконвертирует python int в бинарную строку длиной в 2 байта, соответствующую Си представление unsigned int16
# unpack возвращает tuple из распакованных данных, нужный нам результат будет в первом элементе.
-
Эта функция возвращает
tuple
с одним элементом, хорошо бы его распаковать. – diversenok 18 янв '17 в 12:02 -
Endianness
до / во время конверсии? – MaxU 18 янв '17 в 11:04