お世話になります。
【 使用言語 】
Python3
【 したいこと 】
今、Byte(8bit)長の配列(リスト)変数 a[32] の
32Byte全体分 を 256bit列 と考えた場合、
このビット列全体を Right Shift させたいのですが、
どうようにすればできるのでしょうか?
Python または numpy または scipy で
一発変換できる関数が存在するのでしょうか?
宜しくお願い致します。
以下は 5 ビット右シフトする例です。バイト列を 256 ビット長の整数値に変換してシフトした後、8 ビット単位で整数値に戻しています。
>>> import re
>>> lst = list(iter(b'@12 Hello World, Good bye World.'))
>>> lst
[64, 49, 50, ..., 108, 100, 46]
>>> len(lst)
32
>>> list(map(lambda x: int(x, 2),
re.findall('.{8}',
format(sum([int(x)*(2**(8*(len(lst)-i-1))) for i, x in enumerate(lst)])>>5, '0256b')
)))
[2, 1, 137, ..., 147, 99, 33]
これでは分かりにくいかと思いますので、例えば 32 ビット(4 バイト)右シフトしてみます。
>>> shifted = list(map(lambda x: int(x, 2),
re.findall('.{8}',
format(sum([int(x)*(2**(8*(len(lst)-i-1))) for i, x in enumerate(lst)])>>32, '0256b')
)))
>>> str(''.join(map(chr, shifted)))
'\x00\x00\x00\x00@12 Hello World, Good bye Wo'
int8 が32個集まり256bitのintとなっている、という視点で実装してみました。
例では32bit分だけですが、任意の長さまで拡張可能です
# -*- coding: utf-8 -*-
import numpy as np
DIGITS = 8
def print_bits(bits):
for bit in bits:
print np.binary_repr(bit).zfill(DIGITS)
# 右シフトして消滅するビットを得る(左詰め)
def get_underflow_bits(bits, n):
return np.bitwise_and(2 ** DIGITS - 1, np.left_shift(bits, DIGITS - n))
# 右シフトした結果、隣の配列に移動したbitだけを返す
def get_underflows(bits, n):
return np.insert(get_underflow_bits(bits, n), 0, 0)[:-1]
# 単純に右シフトした結果と、桁移動したもののORを取る
def right_shift(bits, n):
return np.bitwise_or(np.right_shift(bits, n), get_underflows(bits, n))
sample = [255, 0, 255, 0]
print_bits(right_shift(sample, 3))
一度大きな整数を作ってから右にシフトして配列に戻す実装です。ご参考になれば。
from functools import reduce
def shift(a, bits):
D = 8
n = len(a)
value = reduce(lambda x, y: x | y, (e << (D * (n - 1 - i)) for i, e in enumerate(a)))
value >>= bits
s = '{:0{}b}'.format(value, len(a) * D)
return [int(s[i * D:(i + 1) * D], 2) for i in range(n)]
a = [0b11111111, 0b01010101, 0b00001111]
print(' '.join('{:08b}'.format(x) for x in shift(a, 0))) # 11111111 01010101 00001111
print(' '.join('{:08b}'.format(x) for x in shift(a, 1))) # 01111111 10101010 10000111
print(' '.join('{:08b}'.format(x) for x in shift(a, 2))) # 00111111 11010101 01000011
print(' '.join('{:08b}'.format(x) for x in shift(a, 3))) # 00011111 11101010 10100001
print(' '.join('{:08b}'.format(x) for x in shift(a, 4))) # 00001111 11110101 01010000
print(' '.join('{:08b}'.format(x) for x in shift(a, 5))) # 00000111 11111010 10101000
print(' '.join('{:08b}'.format(x) for x in shift(a, 6))) # 00000011 11111101 01010100
print(' '.join('{:08b}'.format(x) for x in shift(a, 7))) # 00000001 11111110 10101010
print(' '.join('{:08b}'.format(x) for x in shift(a, 8))) # 00000000 11111111 01010101
print(' '.join('{:08b}'.format(x) for x in shift(a, 9))) # 00000000 01111111 10101010
print(' '.join('{:08b}'.format(x) for x in shift(a, 10))) # 00000000 00111111 11010101