将掩码添加到知道位长度和起始位置的字节数组答案

【问题标题】：Add mask to a byte-array knowing bits length and starting position将掩码添加到知道位长度和起始位置的字节数组
【发布时间】：2020-05-20 09:07:21
【问题描述】：

我必须对 CAN 总线有效负载消息（8 个字节）应用位掩码以过滤 Python 3 中的单个信号（消息中有多个信号），我的输入是：

我要以二进制形式过滤的信号长度（考虑一组“1”）。
信号的起始位置。问题是信号可以从一个字节的中间开始，占用超过1个字节。

例如，我必须过滤起始位位置 = 50 且长度 = 10 的信号掩码将是字节 6 = (00111111) 和字节 7 = (11000000)。所有其他字节设置为 0。

我尝试用 1 构建一个字节数组，然后应用 |使用一个空的 8 字节长度数组来获得掩码。并且还直接创建了 8 字节数组，但无法实现如何正确按位计算起始位置。我尝试使用 bitstring 模块和 bytearray 但找不到好的解决方案。

有人可以帮忙吗？

非常感谢。

编辑：如果信号在字节中间开始，则添加非功能代码：

my_mask_byte = [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]
message_bit_pos = 50
message_signal_lenght = 10
byte_pos = message_bit_pos // 8
bit_pos = message_bit_pos % 8

for i in range(0, message_signal_lenght):
    if i < 8:
        my_mask_byte[byte_pos + i // 8] = 1 << i + bit_pos | my_mask_byte[byte_pos + i // 8]
    else:
        my_mask_byte[byte_pos + i // 8] = 1 << i-8 | my_mask_byte[byte_pos + i // 8]

for byte in my_mask_byte:
    print(bin(byte))

【问题讨论】：

您介意提供一个您尝试过的代码示例吗？
感谢@Serbitar 的提问
为什么不只创建一个（64 位宽）掩码而不是尝试构建 8 个不同的字节？

标签： python arrays bit-manipulation can-bus

【解决方案1】：

字节 6 = (00111111) 和字节 7 = (11110000)

由于长度为 10，因此您错过了 2 位。

您可以使用 numpy 轻松实现此目的：

import numpy as np

message_bit_pos = 50
message_signal_length = 10

mask = np.uint64(0)
while message_signal_length > 0:
    mask |= np.uint64(1 << (64-50-message_signal_length))
    message_signal_length -= 1
print(f'mask: 0b{mask:064b}')

n = np.uint64(0b0000000000000000011000000000000000000000000000000011111111000000)
print(f'n:    0b{n:064b}')
n &= mask
print(f'n&m:  0b{n:064b}')

输出：

mask: 0b0000000000000000000000000000000000000000000000000011111111110000
n:    0b0000000000000000011000000000000000000000000000000011111111000000
n&m:  0b0000000000000000000000000000000000000000000000000011111111000000

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