1.5　字節到大整數的打包與解包

在實際應用中，我們有時需要將一個字節字符串解壓成一個整數，或將一個大整數轉換為一個字節字符串。

例如，要處理一個擁有16個128位長的元素的字節字符串，示例如下：

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data = b'\x00\x124V\x00x\x90\xab\x00\xcd\xef\x01\x00#\x004'

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為了將字節字符串解析為整數，使用int.from_bytes()方法指定字節順序：

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print(f'data len is: {len(data)}')
print(int.from_bytes(data, 'little'))
print(int.from_bytes(data, 'big'))

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執行py文件，輸出結果如下：

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data len is: 16
69120565665751139577663547927094891008
94522842520747284487117727783387188

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為了將一個大整數轉換為字節字符串，可使用int.to_bytes()方法指定字節數和字節順序，代碼（pack_unpack.py）示例如下：

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x = 94522842520747284487117727783387188
print(x.to_bytes(16, 'big'))
print(x.to_bytes(16, 'little'))

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執行py文件，輸出結果如下：

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b'\x00\x124V\x00x\x90\xab\x00\xcd\xef\x01\x00#\x004'
b'4\x00#\x00\x01\xef\xcd\x00\xab\x90x\x00V4\x12\x00'

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大整數和字節字符串之間的轉換操作并不常見，僅在一些應用領域出現，比如密碼學或者網絡。如IPv6網絡地址使用一個128位的整數表示。作為上述操作的一種替代方案，我們可能想使用struct模塊來解壓字節。這樣也行得通，不過利用struct模塊來解壓字節對于整數的大小是有限制的。因此，我們可能想解壓多個字節串并將結果合并為最終的結果，相關代碼（pack_unpack.py）示例如下：

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import struct
hi, lo = struct.unpack('>QQ', data)
print(hi, lo)
print((hi << 64) + lo)

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執行py文件，輸出結果如下：

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5124093560524971 57965157801984052
94522842520747284487117727783387188

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字節順序規則（little或big）僅僅指定了構建整數時字節的低位和高位排列方式，相關代碼（pack_unpack.py）示例如下：

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x = 0x01020304
print(x.to_bytes(4, 'big'))
print(x.to_bytes(4, 'little'))

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執行py文件，輸出結果如下：

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b'\x01\x02\x03\x04'
b'\x04\x03\x02\x01'

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如果試著將一個整數打包為字節字符串，會得到錯誤結果。如果需要的話，可以使用int.bit_length()方法來決定需要多少字節位存儲這個值，相關代碼（pack_unpack.py）示例如下：

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x = 523 ** 23
print(x)
print(x.bit_length())
nbytes, rem = divmod(x.bit_length(), 8)
if rem:
    nbytes += 1

print(x.to_bytes(nbytes, 'little'))
print(x.to_bytes(16, 'little'))

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執行py文件，輸出結果如下：

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335381300113661875107536852714019056160355655333978849017944067
208
b'\x03X\xf1\x82iT\x96\xac\xc7c\x16\xf3\xb9\xcf\x18\xee\xec\x91\xd1\x98\xa2\xc8\xd9R\xb5\xd0'
OverflowError: int too big to convert

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