Python 中如何将字节 bytes 转换为整数 int

1. Python 2.7 中的字节 Bytes
2. Python 3 中的字节 Bytes

Bytes 数据类型的数值范围为 0~255（0x00~0xFF）。一个字节有 8 位数据，这就是为什么它的最大值是 0xFF。在某些情况下，你需要将字节或字节数组转换为整数以进行进一步的数据处理。我们就来看如何进行字节 Bytes 到整数 integer 的转换。

Python 2.7 中的字节 Bytes

Python 2.7 版本中没有内置的 bytes 数据类型。关键字 byte 与 str 是等同的。我们可以通过下面的 is 判断的高处这个结论。

>>> bytes is str
True

bytearray 用于定义一个 bytes 或一个 byte array 对象。

>>> byteExample1 = bytearray([1])
>>> byteExample1
bytearray(b'\x01')
>>> byteExample2 = bytearray([1,2,3])
>>> byteExample2
bytearray(b'\x01\x02\x03')

Python 2.7 中将字节转换为整数

Python 内部模块 struct 可以将二进制数据（字节）转换为整数。它可以双向转换 Python 2.7 中的字节（实际上是字符串）和整数。下面就是它的一个基本介绍，

struct.unpack(fmt, string)
	Convert the string according to the given format `fmt` to integers. The result is a tuple even if there is only one item inside.

struct 例子

import struct
testBytes = b'\x00\x01\x00\x02'
testResult = struct.unpack('>HH', testBytes)
print testResult

(1, 2)

格式字符串 >HH 包含两部分，

1. > 表示二进制数据是 big-endian，或换句话说，数据是从高端（最高有效位）排序的。例如，\x00\0x1 中，\x00 是高字节，\x01 是低字节。
2. HH 表示字节字符串中有两个 H 类型的对象。H 表示它是 unsigned short 整数，占用了 2 个字节。

如果分配的数据格式不同，你可以从相同的字符串中得到不同的结果。

>>> testResult = struct.unpack('<HH', testBytes)
>>> testResult
(256, 512)

这里，< 表示字节顺序是 little-endian。因此\x00\x01 变成 00+1*256 = 256 不是 0*256+1 = 1 了。

>>> testResult = struct.unpack('<BBBB', testBytes)
>>> testResult
(0, 1, 0, 2)

B 表示数据类型是 unsigned char，它占用了 1 个字节。因此，\x00\x01\x00\x02 将被转换为 4 个 unsigned char 的值，而不再是 2 个 unsigned short 的值。

>>> testResult = struct.unpack('<BBB', b'\x00\x01\x00\x02')

Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#35>", line 1, in <module>
    testResult = struct.unpack('<BBB', b'\x00\x01\x00\x02')
error: unpack requires a string argument of length 3

你可以查看 struct 模块的官方文档来获取格式字符串的更多信息。

Python 3 中的字节 Bytes

bytes 是 Python 3 中的内置数据类型，因此，你可以使用 bytes 关键字直接来定义字节。

>>> testByte = bytes(18)
>>> type(testByte)
<class 'bytes'>

你也可以像下面这样直接定义一个或多个字节。

>>> testBytes = b'\x01\x21\31\41'
>>> type(testBytes)
<class 'bytes'>

Python 3 中将字节转换为整数

除了已经在 Python 2.7 中引入的 struct 模块之外，你还可以使用新的 Python 3 内置整数方法来执行字节到整数的转换，即 int.from_bytes() 方法。

int.from_bytes() 例子

>>> testBytes = b'\xF1\x10'
>>> int.from_bytes(testBytes, byteorder='big')
61712

该 byteorder 选项类似于 struct.unpack() 字节顺序格式的定义。

The byteorder option is similar to struct.unpack() format byte order definition.

int.from_bytes() 有第三个选项 signed，它将整数类型赋值为 signed 或 unsigned。

>>> testBytes = b'\xF1\x10'
>>> int.from_bytes(testBytes, byteorder='big', signed=True)
-3824

当字节是 unsigned chart 时使用 []

如果数据格式是 unsigned char 且只包含一个字节，则可以直接使用对象索引进行访问来获取该整数。

>>> testBytes = b'\xF1\x10'
>>> testBytes[0]
241
>>> testBytes[1]
16