将十六进制转换为二进制

Question

我有ABC123EFFF。

我想要001010101111000001001000111110111111111111（即二进制表示，例如42位数字和前导零）。

如何实现？

- aaaaaaaaaaaaaaaaaaa

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我有一个 ABC123EFFF -- ABC123EFFF 是一个字符串还是数字（例如 0xABC123EFFF）？ - hola

如果它是一个字符串，我在几年前在网上找到的这个lambda函数可能会有所帮助：binary = lambda x: "".join(reversed( [i+j for i,j in zip( *[ ["{0:04b}".format(int(c,16)) for c in reversed("0"+x)][n::2] for n in [1,0] ] ) ] ))binary("ABC123EFFF")'1010101111000001001000111110111111111111'对于前导零也有效。 - buzz

Answer 1

解决左侧末尾零问题的方法：

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my_hexdata = "1a"

scale = 16 ## equals to hexadecimal

num_of_bits = 8

bin(int(my_hexdata, scale))[2:].zfill(num_of_bits)

它会给出00011010而不是修剪后的版本。

- Onedinkenedi

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位数的计算公式是 len(my_hexdata) * log2(scale)。 - Edd

如果十六进制字符串以00开头，则不提供前导零。 - Dragon

@Dragon myhex = '1A' bin(int(myhex, 16))[2:].zfill(8) >>> '00011010' zhex = '00' bin(int(zhex, 16))[2:].zfill(8) >>> '00000000' 即使十六进制字符串为“00”，似乎这也可以正常工作。 - DeanM

@DeanM 当你有前导零时，这种方法是不起作用的。例如，当你的 zhex='0048' 时，你会得到 01001000 而不是 0000000001001000。这个答案对我很有用。 - arman

Answer 2

十六进制转二进制

我有一个ABC123EFFF。

我想要得到001010101111000001001000111110111111111111（即用42位数字和前导零的二进制表示）。

简短回答：

Python 3.6中的新f-strings允许您使用非常简洁的语法来完成这个操作：

>>> f'{0xABC123EFFF:0>42b}'
'001010101111000001001000111110111111111111'

或者通过语义分解：

>>> number, pad, rjust, size, kind = 0xABC123EFFF, '0', '>', 42, 'b'
>>> f'{number:{pad}{rjust}{size}{kind}}'
'001010101111000001001000111110111111111111'

长答案：

您实际上是想将十六进制表示的值转换为二进制表示的等效值。

等效值是一个整数。但是，您可能从一个字符串开始，并且要在二进制中查看，必须以字符串结束。

如何将带前导零的42位十六进制数转换为二进制？

我们有几种直接的方法来实现这个目标，而无需使用切片技巧。

首先，在进行任何二进制操作之前，需要将其转换为int（我假设这是以字符串格式而不是字面量形式给出的）：

>>> integer = int('ABC123EFFF', 16)
>>> integer
737679765503

或者我们可以使用十六进制形式表示的整数字面量：

>>> integer = 0xABC123EFFF
>>> integer
737679765503

现在我们需要用二进制表示法来表达我们的整数。

使用内置函数 format

然后传递给 format：

>>> format(integer, '0>42b')
'001010101111000001001000111110111111111111'

这里使用了格式化规范中的迷你语言。

为了解释清楚，这是它的语法形式：

[[fill]align][sign][#][0][width][,][.precision][type]

要将其转化为我们所需的规范，我们只需排除不需要的内容：

>>> spec = '{fill}{align}{width}{type}'.format(fill='0', align='>', width=42, type='b')
>>> spec
'0>42b'

只需将其传递给format函数即可。

>>> bin_representation = format(integer, spec)
>>> bin_representation
'001010101111000001001000111110111111111111'
>>> print(bin_representation)
001010101111000001001000111110111111111111

使用 str.format 进行字符串格式化

我们可以使用 str.format 方法对字符串进行格式化：

>>> 'here is the binary form: {0:{spec}}'.format(integer, spec=spec)
'here is the binary form: 001010101111000001001000111110111111111111'

或者直接将规范放在原始字符串中：

>>> 'here is the binary form: {0:0>42b}'.format(integer)
'here is the binary form: 001010101111000001001000111110111111111111'

使用新的f-strings进行字符串格式化

让我们演示一下新的f-strings。它们使用相同的迷你语言格式规则：

>>> integer = 0xABC123EFFF
>>> length = 42
>>> f'{integer:0>{length}b}'
'001010101111000001001000111110111111111111'

现在让我们把这个功能放到一个函数中以鼓励可重用性：

def bin_format(integer, length):
    return f'{integer:0>{length}b}'

现在：

>>> bin_format(0xABC123EFFF, 42)
'001010101111000001001000111110111111111111'    

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附言

如果你只是想将数据编码为内存或磁盘上的字节串，可以使用int.to_bytes方法，该方法仅在Python 3中可用：

>>> help(int.to_bytes)
to_bytes(...)
    int.to_bytes(length, byteorder, *, signed=False) -> bytes
...

由于42位除以8位每字节等于6个字节：

>>> integer.to_bytes(6, 'big')
b'\x00\xab\xc1#\xef\xff'

- Russia Must Remove Putin

Answer 3

import binascii

binary_string = binascii.unhexlify(hex_string)

阅读

binascii.unhexlify

将指定参数所代表的十六进制字符串转换为二进制数据并返回。

- rahul

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这会以实际字节的形式返回“二进制”，但它不会将其转换为可打印的“0”和“1”的表示形式。 - Matt Good

是的，它返回一个包含表示字节的字符串，例如：

unhexlify("ab") "\xab"

- Matt Good

如何将“001010100”转换回原始数据？ - David 天宇 Wong

我不知道为什么这篇回答被投票上升，因为它没有回答提问者实际的请求。请查看其他帖子获取答案。 - David Glance

这并不能解决楼主的问题。 - sgowd

Answer 4

bin(int("abc123efff", 16))[2:]

- Glenn Maynard

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如果输入是"1a"，则得到的结果为"11010"，而不是"00011010"，这可能符合您的要求，也可能不符合。 - Matt Good

需要前导零（或不需要）是相当合理的。例如，您可能希望空字节0x00为八个零位 - 这对某些应用程序非常重要。此外，原作者在示例中使用了前导零（但我怀疑这只是在这种情况下随机出现的！） - Scott Griffiths

Answer 5

>>> bin( 0xABC123EFFF )

'0b1010101111000001001000111110111111111111'

- Simple

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如果十六进制字符串以00开头，就不提供前导零。 - Dragon

Answer 6

使用内置的format()函数和int()函数 它们简单易懂，是Aaron回答的简化版本。

int()

int(string, base)

format()

format(integer, # of bits)

示例

# w/o 0b prefix
>> format(int("ABC123EFFF", 16), "040b")
1010101111000001001000111110111111111111

# with 0b prefix
>> format(int("ABC123EFFF", 16), "#042b")
0b1010101111000001001000111110111111111111

# w/o 0b prefix + 64bit
>> format(int("ABC123EFFF", 16), "064b")
0000000000000000000000001010101111000001001000111110111111111111

请参考这个答案

- nobody

Answer 7

"{0:020b}".format(int('ABC123EFFF', 16))

- Markus

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如果十六进制字符串以00开头，则不提供前导零。 - Dragon

Answer 8

以下是使用位运算生成二进制字符串的相对基本的方法。

理解的关键在于：

(n & (1 << i)) and 1

如果n的第i位被设置，它将生成0或1。

import binascii

def byte_to_binary(n):
    return ''.join(str((n & (1 << i)) and 1) for i in reversed(range(8)))

def hex_to_binary(h):
    return ''.join(byte_to_binary(ord(b)) for b in binascii.unhexlify(h))

print hex_to_binary('abc123efff')

>>> 1010101111000001001000111110111111111111

编辑：使用“新”的三元运算符，可以这样写：

(n & (1 << i)) and 1

将变为：

1 if n & (1 << i) or 0

（说实话，我不确定那是否易读）

- John Montgomery

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我知道这很老了，但是“and 1”的意义到底是什么？ - Goodies

这是针对 Python 在三元运算符出现之前的旧版。表达式 (n & (1 << i)) 将返回零或非零值，我们只需要 0 或 1，因此 "and 1" 用于确保这一点。 - John Montgomery

这个脚本对我来说是将加密私钥从十六进制转换为二进制进行测试的最佳方法。有人知道如何将二进制字符串分成8位一组并打印输出吗？例如，01111001 11111110。 - Edison

Answer 9

我为Onedinkenedi的解决方案添加了填充位数的计算。以下是生成的函数：

def hextobin(h):
  return bin(int(h, 16))[2:].zfill(len(h) * 4)

这里的16是你要转换的基数(十六进制)，4表示每个数字需要表示多少位，或者说是所使用比例的以2为底的对数。

- Edd

Answer 10

这是对Glen Maynard的解决方案进行微调，我认为这是正确的方式。它只是添加了padding元素。

    def hextobin(self, hexval):
        '''
        Takes a string representation of hex data with
        arbitrary length and converts to string representation
        of binary.  Includes padding 0s
        '''
        thelen = len(hexval)*4
        binval = bin(int(hexval, 16))[2:]
        while ((len(binval)) < thelen):
            binval = '0' + binval
        return binval

从一个类中提取出来。如果您在独立脚本中工作，只需删除self, 即可。

- RobotHumans