有没有办法在python中添加两个字节溢出？答案

【问题标题】：Is there any way to add two bytes with overflow in python?有没有办法在python中添加两个字节溢出？
【发布时间】：2009-06-10 21:03:09
【问题描述】：

我正在使用 pySerial 从连接的设备中读取数据。我想计算每个接收到的数据包的校验和。数据包作为 char 数组读入，实际校验和是数据包末尾的最后一个字节。为了计算校验和，我通常会对数据包有效负载求和，然后将其与实际校验和进行比较。

通常在像 C 这样的语言中，我们会期望溢出，因为校验和本身只有一个字节。我不确定python的内部结构，但根据我对语言的经验，它看起来会默认为更大的变量（可能是一些内部的 bigInt 类或其他东西）。无论如何，在不编写我自己的实现的情况下，是否可以模仿添加两个字符的预期行为？谢谢。

【问题讨论】：

标签： python overflow checksum

【解决方案1】：

当然，只需将结果的模数重新调整为您想要的大小即可。您可以在最后或每一步进行模数。例如：

>>> payload = [100, 101, 102, 103, 104] # arbitrary sequence of bytes
>>> sum(payload) % 256 # modulo 256 to make the answer fit in a single byte
254 # this would be your checksum

【讨论】：

不错的简单示例。请注意，另一种截断为字节的常用方法是与 0xFF 进行按位与运算，即“sum(payload) & 0xFF”。
@benhoyt 看起来我们在想同样的事情 ;-)

【解决方案2】：

为了改进前面的例子，只是按位 - 并且它使用 0xFF。不确定python是否默认进行优化。

sum(bytes) & 0xFF

【讨论】：

我不确定 Python 在底层做了什么，但快速测试表明这两种方法花费的时间几乎相同。无论如何，总结将是大部分工作。
大多数体面的优化编译器都会降低强度并将您的“% (2^n)”实现为“& ((1
查看“dis.dis(lambda x:x%256)”的输出，似乎没有应用此优化。运行时的微小差异可能是由于实际的 and/mod 操作只占总成本的很小一部分。
当您的数据来自串行端口时，您是否真的担心数学运算的性能？？？？ ;)
CPython 解释器对每个字节码指令执行数百条指令。 & 和 % 产生相同数量的字节码指令。与所有开销相比，它们相应的 CPU 指令不占用任何时间。 Related.（此外，& 和 % 在现代处理器上可能会在相同的时钟周期内执行。）

【解决方案3】：

对字节求和然后取模，如sum(bytes) % 256（或sum(bytes) & 0xFF），（在许多编程语言中）容易受到整数溢出的影响，因为整数类型可以表示的最大值是有限的。

但是，由于我们讨论的是 Python，这在技术上不是问题：Python 整数是任意精度的，因此不会发生整数溢出。

如果要逐个元素执行取模运算，可以使用functools.reduce()：

>>> payload = [100, 101, 102, 103, 104] # arbitrary sequence of bytes
# (Python 3 uses functools.reduce() instead of builtin reduce() function)
>>> import functools
>>> functools.reduce(lambda x,y: (x+y)%256, payload)
254

【讨论】：