Python将二进制列表转换为字符串

Question

我有一个 1 和 0 的列表 --> output = [1, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 1, 1, 0, 1, 1, 0]

我想将 1 和 0 的列表转换为字符串，其中“litlle-endian”中的每 8 位代表“latin1”中的一个字母

到目前为止，我的这段代码（如下）运行良好，但我认为它很慢并且似乎减慢了我的脚本......

for i in range(0,len(output),8):
        x=output[i:i+8]
        l="".join([str(j) for j in x[::-1]])
        out_str += chr(int(("0b"+l),base=2))

你有更快的想法吗？

Answer 1

这是一个更快的解决方案，它使用包含 256 个可能字符的元组字典：

bits = [1, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 1, 1, 0, 1, 1, 0]

chars = { tuple(map(int,f"{n:08b}"[::-1])):chr(n) for n in range(0,256) }

def toChars(bits):
    return "".join(chars[tuple(bits[i:i+8])] for i in range(0,len(bits),8) )

比原来的解决方案快大约 3 倍

[EDIT] 和一个使用字节和 zip 的更快的：

chars = { tuple(map(int,f"{n:08b}")):n for n in range(256) }
def toChars(bits):
    return bytes(chars[b] for b in zip(*(bits[7-i::8] for i in range(8)))).decode()

大约比前一个快 2 倍（在长列表中）

[EDIT2] 对这最后一个的一点解释...

• 列表理解中的b 将是一个 8 位元组
• chars[b]会返回8位对应的整数
• bytes(...).decode() 根据每个值的 chr(n) 将整数列表转换为字符串
• zip(*(... 8 bit iterators...)) 解压缩并行运行的 8 个跨度范围的位，每个范围都从不同的起点开始

解压 zip 的策略是以 8 为步长遍历位。例如，如果我们遍历 8 个并行范围，我们会得到：

 bits[7::8] -> [ 0, 0, ... ]  zip returns: (0,1,0,0,0,1,1)
 bits[6::8] -> [ 1, 1, ... ]               (0,1,1,0,1,1,1)
 bits[5::8] -> [ 0, 1, ... ]               ...
 bits[4::8] -> [ 0, 0, ... ]
 bits[3::8] -> [ 0, 1, ... ]
 bits[2::8] -> [ 0, 1, ... ]
 bits[1::8] -> [ 1, 1, ... ]
 bits[0::8] -> [ 1, 1, ... ] 

zip 函数将在每次迭代中提取一列并将其作为位元组返回。

Answer 2

#!/usr/bin/python                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         

bits = [1, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 1, 1, 0, 1, 1, 0]
result = []

c = 0
for i,v in enumerate(bits):
    i = i % 8
    c = c | v << i
    if i == 7:
        result.append(chr(c))
        c = 0

print(''.join(result))

测试：

$ python ./test.py
Co

Answer 3

使用sum 和enumerate 应该更快，因为它们是内置的。让你和我在同一台机器上计时。

循环运行 100,000 次，并使用 time python3 tmp.py 进行测试。 （user 值。sys 的时间量都在 0m0.012s 左右徘徊，因此它对结果的影响只有百分比。）

你的：0m1.624s
我的速度快了 50%：0m1.063s，有了这个

output = [1, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 1, 1, 0, 1, 1, 0]

for item in [output[i:i + 8] for i in range(0, len(output), 8)]:
    out_str += chr(sum(x<<i for i,x in enumerate(item)))

Answer 4

我对所有有效解决方案的执行时间进行了一些测量。在代码中查看下面的结果。代码从最慢到最快排序。最快的是来自Alain T. 的那个。我在一个相当大的列表上测试了代码，得到了 200000 个字符的字符串。

即使对于这么大的列表，对于我原来的解决方案来说，执行时间仍然非常快。我的程序中的其他地方一定有问题...... :-)

谢谢大家的代码！

import time
start_time = time.time()
bits = [1, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 1, 1, 0, 1, 1, 0] * 100000
    ### tested code ###
print("Execution time: ", time.time() - start_time, "seconds")


### former solution --> 0.59 seconds
out_str = ""
for i in range(0,len(bits),8):
    x=bits[i:i+8]
    l="".join([str(j) for j in x[::-1]])
    out_str += chr(int(("0b"+l),base=2))


### enumerate and result.append --> 0.48 seconds
result = []
c = 0
for i,v in enumerate(bits):
    i = i % 8
    c = c | v << i
    if i == 7:
        result.append(chr(c))
        c = 0
out_str = ''.join(result)


### sum and enumerate --> 0.45 seconds
out_str = ""
for item in [bits[i:i + 8] for i in range(0, len(bits), 8)]:
    out_str += chr(sum(x<<i for i,x in enumerate(item)))


### map and chars dictionary --> 0.10 seconds
chars = { tuple(map(int,f"{n:08b}"[::-1])):chr(n) for n in range(0,256) }
def toChars(bits):
    return "".join(chars[tuple(bits[i:i+8])] for i in range(0,len(bits),8) )


### bytes and zip --> 0.06 seconds
chars = { tuple(map(int,f"{n:08b}")):n for n in range(256) }
def toChars(bits):
    return bytes(chars[b] for b in zip(*(bits[7-i::8] for i in range(8)))).decode()

编辑：

我以更易于理解的形式（不使用列表推导）编写了最好（最快）的解决方案，因此我可以逐步完成代码，因为我花了一些时间来理解它是如何工作的（Alain T. 的解决方案）：

bits = [1, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 1, 1, 0, 1, 1, 0] * 10
chars = {tuple(map(int,f"{n:08b}")):n for n in range(256)}
temp = []
out = []
for i in range(8):
    temp.append(bits[7-i::8])
unzipped = zip(*temp)
for b in unzipped:
    out.append(bytes([chars[b]]).decode())
print("".join(out))

Answer 5

检查这是否更快：

tmp_list = []
for i in range(0,len(output),8):
    byte_value = 0
    for digit in output[i:i+8:-1]:
        byte_value = (byte_value<<1) + digit
    tmp_list.append(chr(byte_value))
out_str = ''.join(tmp_list)