使用Python struct模块解析按位数据大端方式

Question

我有一个十六进制字符串（从十六进制转储文件组合在一起），需要以大端顺序解析以读取各个位。

以下是消息结构的一些示例，其中每条消息的预期值来自十六进制字符串 dd8d9880。

留言	大小（以位为单位）	起始字节	开始位	期望值
留言1	8	0	0	221
消息2	4	1	0	13
留言3	4	1	4	8
消息4	1	2	0	0
留言5	1	2	1	0
留言6	1	2	2	0
消息7	3	2	3	3

如何解码此类十六进制字符串以获取这些值。我正在使用 python struct 模块，但发现很难理解字节序并相应地进行转换。

Answer 1

如评论中所述，数据以字节为单位以小端存储（最低有效位 (LSB) 为位 0）以实现所需的解码。

|.|字节1 |字节2 |字节3 |字节4 | |-|--------|--------|--------|--------| |位位置|76543210|7654 3210|76 543 2 1 0|76543210| |位|11011101 (0xDD)|1000 1101 (0x8D)|10 011 0 0 0 (0x98)|10000000 (0x80)| 下面是一个

ctypes

示例：

import ctypes as ct

class Message(ct.Structure):
    _fields_ = (
        ('m1', ct.c_uint8),       # bits 0-7 of byte 1
        ('m2', ct.c_uint8, 4),    # bits 0-3 of byte 2
        ('m3', ct.c_uint8, 4),    # bits 4-7 of byte 2
        ('m4', ct.c_uint8, 1),    # bit 0 of byte 3
        ('m5', ct.c_uint8, 1),    # bit 1 of byte 3
        ('m6', ct.c_uint8, 1),    # bit 2 of byte 3
        ('m7', ct.c_uint8, 3),    # bits 3-5 of byte 3
        # Note that byte 3 bits 6-7 as are unused and this structure has a size of 3 bytes.
        # Uncomment below if you want the message to be 4 bytes and have access to remaining bits.
        # ('m8', ct.c_uint8, 2),  # bits 6-7 of byte 3
        # ('m9', ct.c_uint8),     # Added byte to make structure 4 bytes if you care.
    )

    def __repr__(self):
        # Makes a nice debug representation of Message when printed.
        return (
            f'Message(m1={self.m1}, m2={self.m2}, m3={self.m3}, m4={self.m4}, m5={self.m5}, m6={self.m6}, m7={self.m7}'
            # Uncomment below to print unused bits.
            # f', m8={self.m8}, m9={self.m9}'
            f')'
        )
# Create a message with the 4-byte hexadecimal string example.
m = Message.from_buffer_copy(bytes.fromhex('dd8d9880'))
print(m)

输出：

Message(m1=221, m2=13, m3=8, m4=0, m5=0, m6=0, m7=3)

为未使用的位添加 m8/m9 的输出：

Message(m1=221, m2=13, m3=8, m4=0, m5=0, m6=0, m7=3, m8=2, m9=128)