【python3】16進数の8byteデータをbit単位で取り出したい/1byteのデータを合体させて4byteにしたい

Question

こんにちは。

プログラミング初心者です。
以前teratailで整数長のものを1byteづつ取り出す際のコードを教えて頂きました。

i = 1500
print('big')
b = i.to_bytes( 4, byteorder='big')
print(b[0]) #=1
print(b[1]) #=5
print(b[2]) #=0
print(b[3]) #=0

今回は16進数の8byteデータを1byteづつに分け
それを1bit単位の0or1に分割したいのですが、
うまくいきません・・・

↓ダメな例

i = 1500
print('big')
b = i.to_bytes( 4, byteorder='big')
print(b[0]) #=0
print(b[1]) #=0
print(b[2]) #=5
print(b[3]) #=dc

b8_2 = format(b[3],'08b')
print(b8_2) #=11011100

b8_bit = b8_2.to_bytes( 8, byteorder='big')
print(b8_bit[0])
print(b8_bit[1])
print(b8_bit[2])
print(b8_bit[3])
print(b8_bit[4])
print(b8_bit[5])
print(b8_bit[6])
print(b8_bit[7])

また1byte毎に分けたデータを再度もとに戻す際は
「+」でも「＆」でもうまくいかないのですが、どのようにすればよいのでしょうか・・・

i = 1500
print('big')
b = i.to_bytes( 4, byteorder='big')
print(b[0]) #=0
print(b[1]) #=0
print(b[2]) #=5
print(b[3]) #=dc
b_s = b[0] + b[1] + b[2] + b[3]

Answer 1

今回は16進数の8byteデータを1byteづつに分け
それを1bit単位の0or1に分割したいのですが、

単純にビット演算を行ったらよいのでないでしょうか

i = 1500
b = i.to_bytes(4, byteorder='big')
print(b[3])
for i in range(8):
    print((b[3]>>i) & 1)

また1byte毎に分けたデータを再度もとに戻す際は

int.from_bytes() をご使用ください
https://docs.python.jp/3/library/stdtypes.html#int.from_bytes

num = int.from_bytes([0,0,5,220], byteorder='big', signed=False)
print(num)

Comments

[退会済みユーザー]

print((b[3]>>i) & 1)
の　&1は1bit目を表示という意味ですか？

[magichan]

はい。論理演算の＆ですので１bit目以外はマスクされます。

ですので、
「(b[3]>>i) で i ビット右にシフトさせた結果の 1bit目を取り出す」
という動作になります。

[退会済みユーザー]

丁寧にありがとうございました。
どの方も分かりやすかったので一番早いmagichanさんをベストアンサーとします。

Answer 2

###１つめ：1byteづつに分けそれを1bit単位の0or1に分割したい

次のように list 関数をつかうことで1文字ずつばらしてリストに格納することができます。

b8_bits = list(b8_2)

２つめの：1byte毎に分けたデータを再度もとに戻す

byteは16進数を2ケタずつ格納したものですので、算数的に考えれば次のように計算しますよね。

b[3] + b[2] * (16 ** 2) + b[1] * (16 ** 4) + b[0] * (16 ** 6)

ただプログラム的には不恰好ですので、for ループや関数などを使ってうまく実装してください。

Comments

[退会済みユーザー]

丁寧にありがとうございました。
無事実装できそうです。

Answer 3

バイト→ビット列に変換する処理を関数にしてみました。
バイトデータを元の数値に戻すのは、magichanさんの回答でいけると思います。

# byte -> bitの（実際には 0 or 1 のintを格納した）リストを返す
def toBits( byte):
    bits = []
    for shift in reversed(range(8)): # 上位桁からリスト追加するため 7 -> 0 に
        bit = byte >> shift & 0x01   # 右シフトして指定桁のbit値を得る
        bits.append(bit)
    return bits

# 8byteデータ
i = 0x01020304FFFEFDFC
bytes = i.to_bytes( 8, byteorder='big')
# 確認表示
for b in bytes:
    bits = toBits(b)    # ビットのリスト 
    print("0x%02X=%s" % (b,bits))

参考：整数とビット列の相互変換

Comments

[退会済みユーザー]

実装に組み込みました。
丁寧にありがとうございます。

Answer 4

formatにやらせる方法も。

>>> a = 1500
>>> bits = list(map(int, '{:b}'.format(a)))
>>> print(bits)
[1, 0, 1, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 0, 0]
>>>
>>> import ast
>>> ast.literal_eval('0b' + ''.join(map(str, bits)))
1500
>>>

うーん、ちょっと邪道でした。
負の値を扱おうとするとすんなりいきません。

Comments

[退会済みユーザー]

丁寧にありがとうございます。
構文は少し難易度が高そうですが、挑戦してみようと思います。