如何打包和解包 64 位数据？

Question

我有一个64位的数据结构如下：

HHHHHHHHHHHHHHHGGGGGGGGGGGFFFEEEEDDDDCCCCCCCCCCCCCCBAAAAAAAAAAAA

A：12 位（无符号）
B：1位
C：12 位（无符号）
D：4 位（无符号）
E：4 位（无符号）
F：3 位（无符号）
G：12 位（无符号）
H：16位（无符号）

使用 Python，我试图确定我应该使用哪个模块（最好是原生 Python 3.x）。我正在查看BitVector，但无法弄清楚一些事情。

为了便于使用，我希望能够执行以下操作：

# To set the `A` bits, use a mapped mask 'objectId'
bv = BitVector(size=64)
bv['objectId'] = 1

我不确定 BitVector 是否真的按照我想要的方式工作。无论我最终实现什么模块，数据结构都将封装在一个类中，该类通过属性 getter/setter 读取和写入结构。

我还将对某些位值使用常量（或枚举），并且能够使用以下方式设置映射掩码会很方便：

# To set the 'B' bit, use the constant flag to set the mapped mask 'visibility'
bv['visibility'] = PUBLIC  
print(bv['visibility']) # output: 1  

# To set the 'G' bits, us a mapped mask 'imageId'
bv['imageId'] = 238  

3.x 中是否有 Python 模块可以帮助我实现这个目标？如果 BitVector 将（或应该）工作，一些有用的提示（例如示例）将不胜感激。似乎 BitVector 想要将所有内容强制为 8 位格式，这对我的应用程序来说并不理想（恕我直言）。

Answer 1

根据使用bitarray 的建议，我提出了以下具有两种实用方法的实现：

def test_bitvector_set_block_id_slice(self):
    bv = bitvector(VECTOR_SIZE)
    bv.setall(False)

    print("BitVector[{len}]: {bv}".format(len=bv.length(),
                                          bv=bv.to01()))
    print("set block id: current {bid} --> {nbid}".format(bid=bv[52:VECTOR_SIZE].to01(),
                                                          nbid=inttobitvector(12, 1).to01()))

    # set blockVector.blockId (last 12 bits)
    bv[52:VECTOR_SIZE] = inttobitvector(12, 1)

    block_id = bv[52:VECTOR_SIZE]

    self.assertTrue(bitvectortoint(block_id) == 1)
    print("BitVector[{len}] set block id: {bin} [{val}]".format(len=bv.length(),
                                                                bin=block_id.to01(),
                                                                val=bitvectortoint(block_id)))
    print("BitVector[{len}]: {bv}".format(len=bv.length(),
                                          bv=bv.to01()))
    print()

# utility methods
def bitvectortoint(bitvec):
    out = 0
    for bit in bitvec:
        out = (out << 1) | bit

    return out


def inttobitvector(size, n):
    bits = "{bits}".format(bits="{0:0{size}b}".format(n,
                                                      size=size))

    print("int[{n}] --> binary: {bits}".format(n=n,
                                               bits=bits))

    return bitvector(bits)

输出如下：

BitVector[64]: 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
int[1] --> binary: 000000000001
set block id: current 000000000000 --> 000000000001
int[1] --> binary: 000000000001
BitVector[64] set block id: 000000000001 [1]
BitVector[64]: 0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001

如果实用方法有改进，我非常愿意接受一些建议。