在Python中将整数以二进制形式写入文件

Question

如何在Python 3中以二进制形式将整数写入文件？

例如，我想以二进制形式将6277101735386680763835789423176059013767194773182842284081写入文件，确保大小为24字节（无符号，仅使用正整数）。我该如何做？我尝试了以下方法：

struct.pack("i", 6277101735386680763835789423176059013767194773182842284081)

这导致

ValueError: cannot fit 'int' into an index-sized integer

我尝试过使用其他格式（“l”，“Q”），但它们也会导致错误。

struct.error: argument out of range

如果我能将整数转换为24个字节，那么我就可以写入文件，因为我知道如何做到这一点。但是，我无法将整数转换为字节。

此外，我如何确保每个整数都恰好写入24个字节？我还会写入更小的数字（1000、2000、1598754、12），但这些数字也应该占用24个字节。

我之后如何从文件中再次读取整数？

- Dasherman

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http://code.activestate.com/recipes/576617-converting-arbitrary-size-python-integers-to-packe/ - Martijn Pieters

Answer 1

使用Python 3，您可以执行以下操作：

i = 6277101735386680763835789423176059013767194773182842284081
with open('out.bin', 'wb') as file:
    file.write((i).to_bytes(24, byteorder='big', signed=False))

with open('out.bin', 'rb') as file:
    j = int.from_bytes(file.read(), byteorder='big')

print(j)

输出：

$ python3 tiny.py
6277101735386680763835789423176059013767194773182842284081

- Anton Zuenko

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为什么您不需要指示应从文件中读取24个字节？byteorder="big"已经表示了这一点吗？ - Dasherman

不，读取部分没有限制。文件内容将被转换为数字。如果您只想读取前24个字节，请用file.read()[:24]替换file.read()。byteorder='big'是存储数字的约定，详情请参见http://en.wikipedia.org/wiki/Endianness。 - Anton Zuenko

"byteorder="big"究竟表示什么意思？" - Dasherman

移除“byteorder = big”参数会使脚本以“正常”的二进制格式写入文件吗？因为这正是我要寻找的（00000000=0，00000001=1，00000010=2，00000011=3等），或者“byteorder = big”已经自动实现了这一点？ - Dasherman

字节序只是一种约定。每个8位字节都按照您所展示的方式存储，但是您非常长的整数中24个字节的顺序取决于您的“字节序”。只要您读写方式相同，选择大端或小端都无关紧要。 - Fred S

Answer 2

您可以使用以下代码提取最不重要的字节：

  x = value & 0xFF

而且你可以使用以下代码从数字中删除该字节：

  value = value >> 8

重复这个过程24次将给你字节。

您还可以通过取出更多的字节来加快此过程，例如使用

 x = value & 0xFFFFFFFF
 value = value >> 32

你每次处理4个字节。

- 6502

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您IP地址为143.198.54.68，由于运营成本限制，当前对于免费用户的使用频率限制为每个IP每72小时10次对话，如需解除限制，请点击左下角设置图标按钮（手机用户先点击左上角菜单按钮）。 - Joran Beasley

Answer 3

我最终使用了类似这样的东西：

def hexstring2bytes(a):
    return int(a, 16).to_bytes(len(a) // 2, byteorder='big')

hexwasm = "0061736d0100000001080260017c0060000002070101690166000003020101070501016500010a3801360044000000000000f03f4400000000000020409f440000000000c05840440000000000c05840a2a34400000000003c9140a2a310000b"

from pathlib import Path

Path("compute_pi.wasm").write_bytes(hexstring2bytes(hexwasm))

# the load that file into https://webassembly.github.io/wabt/demo/wasm2wat/

在 int(a, 16).to_bytes(len(a) // 2, byteorder='big') 中，我将字符串的长度除以2，因为256（一个字节信息的大小）等于 16 ** 2（两个十六进制数字的信息大小）。

- Mathieu CAROFF