python - python：检查字节对象中前导零的有效方法

Question

我正在寻找一种有效的方法来检查字节对象中的前导零。检查也应该针对半食进行。现在我只用search_zeros函数检查字节；其中输入参数是：：n要检查的前导零的数量，以及inp_bytes字节对象：

def search_zeros(inp_bytes, n): # inp_bytes is always 20 bytes
    if n % 2 ==0:
        bytes_to_check = n // 2
        check_bytes = bytes(bytes_to_check)
    else:
        # check for nibbles?
        return
    if inp_bytes[:bytes_to_check] == check_bytes:
        return inp_bytes 

print(search_zeros(b'\x00\x002\xe04\x83\xb1.)\x1c\x17\xa5\xb7u\xcc\n\xb0\xfdg0', 2))
>>>b'\x00\x002\xe04\x83\xb1.)\x1c\x17\xa5\xb7u\xcc\n\xb0\xfdg0'

# How to check for nibbles?
print(search_zeros(b'\x00\xe04\xe04\x83\xb1.)\x1c\x17\xa5\xb7u\xcc\n\xb0\xfdg0', 1))
>>> None
  

我正在阅读有关按位运算的内容，并且正在尝试熟悉该主题。这可以在这里适用吗？

编辑

我知道我可以使用.startswith(b'\x00')，但有更快的方法吗？

澄清：

inp_bytes如果函数以恰好零个半字节开始，则该函数应该返回n，不多不少，否则它应该返回None。

标签： pythonpython-3.x

Answer 1

我会避免构造check_bytes，因为当 n 非常大时，这会消耗内存中不必要的存储空间。所以我的方法是使用循环或等效的理解。

其他注意事项：

• 如果字符串太短，我假设您不希望出现异常，因此我为这种情况添加了一些逻辑。我认为len(inp_bytes)是一个恒定的时间操作，所以这应该很快。
• 我使用的事实是一个字节y在非零时为“真”，我很确定这是一种最快的方式，但基准测试可以确认，如果你真的在所有可以节省的纳秒之后。
• n如果是奇数，您可以使用按位运算来测试最后一个半字节。请注意，在 Python 中，按位运算是在字节上定义的，而不是在字节序列中定义的。b'\xf0'是一个字节序列，因此会& b'\xf0'产生异常。b'\xf0'[0]是该序列中的第一个（也是唯一一个）字节，它被接受为&.
• 编辑：您在评论中澄清了您只希望inp_bytes在前导零的数量完全等于n--logic 时返回以检查下一个半字节是否非零。

考虑到所有这些，这是我的解决方案：

def search_zeros(inp_bytes, n):
    if len(inp_bytes) < (n+1)//2:
        return None
    if any(y for y in inp_bytes[:n//2]):
        return None
    if n % 2 != 0 and inp_bytes[n//2] & b'\xf0'[0] != 0:
        return None
    # Make sure the next nibble is not zero:
    if n % 2 != 0:
        if inp_bytes[n//2] & b'\x0f'[0] != 0:
            return inp_bytes
    else:
        if len(inp_bytes) == n//2 or inp_bytes[n//2] & b'\xf0'[0] != 0:
            return inp_bytes
    return None


x=b'\x00\x00\x03\x44'
for n in range(10):
    print(f"n={n} x={x} result={search_zeros(x, n)}")

x=b'\x00'
for n in range(5):
    print(f"n={n} x={x} result={search_zeros(x, n)}")

x=b'\x00\x10'
for n in range(5):
    print(f"n={n} x={x} result={search_zeros(x, n)}")

x=b'\x00\x01'
for n in range(5):
    print(f"n={n} x={x} result={search_zeros(x, n)}")

输出：

n=0 x=b'\x00\x00\x03D' result=None
n=1 x=b'\x00\x00\x03D' result=None
n=2 x=b'\x00\x00\x03D' result=None
n=3 x=b'\x00\x00\x03D' result=None
n=4 x=b'\x00\x00\x03D' result=None
n=5 x=b'\x00\x00\x03D' result=b'\x00\x00\x03D'
n=6 x=b'\x00\x00\x03D' result=None
n=7 x=b'\x00\x00\x03D' result=None
n=8 x=b'\x00\x00\x03D' result=None
n=9 x=b'\x00\x00\x03D' result=None
n=0 x=b'\x00' result=None
n=1 x=b'\x00' result=None
n=2 x=b'\x00' result=b'\x00'
n=3 x=b'\x00' result=None
n=4 x=b'\x00' result=None
n=0 x=b'\x00\x10' result=None
n=1 x=b'\x00\x10' result=None
n=2 x=b'\x00\x10' result=b'\x00\x10'
n=3 x=b'\x00\x10' result=None
n=4 x=b'\x00\x10' result=None
n=0 x=b'\x00\x01' result=None
n=1 x=b'\x00\x01' result=None
n=2 x=b'\x00\x01' result=None
n=3 x=b'\x00\x01' result=b'\x00\x01'
n=4 x=b'\x00\x01' result=None