将两个字节组合成有符号值（16 位）

Posted 2023-03-29

【中文标题】将两个字节组合成有符号值（16 位）

【英文标题】：combine two bytes to form signed value (16 bit)

【发布时间】：2022-01-17 15:35:00

【问题描述】：

我想将两个字节(8 bit)按照二补的方法组合成一个有符号值(one bit for sign and 15 for the value)。 我收到MSbyte（注意MSByte 的最左边是符号）和LSbyte。所以我通过将MSByte向左移动8 bit来编写一个函数，然后我将它与LSByte相加，形成16 bit的二进制序列。然后，我计算ones'complement，最后将结果加1。但是，它不起作用。

def twos_comp_two_bytes(msb, lsb):
    a= (msb<<8)+ lsb
    r = ~(a)+1
    return r

例如 0b0b1111110111001001 是 -567 但是使用上述函数我得到 -64969。

编辑：函数调用

twos_comp_two_bytes(0b11111101,0b11001001) => -64969
 

【问题讨论】：

您考虑过使用bytearray吗？例如bytearray(msb+lsb)

您的数据是bytes 或int 还是其他？

我的数据是0b....'的形式

0b....（整数）还是'0b....'（字符串）？

我在我的代码中收到了用于 MSB 的 bytearray(1) 和用于 LSB 的 bytearray(1)

【参考方案1】：

Python 使用可能有任何长度的整数 - 它们不限于 16bits，因此要获得 -567，它需要宁可

r = a - (256*256)

但其他值需要更多代码

def twos_comp_two_bytes(msb, lsb):
    a = (msb<<8) + lsb
    if a >= (256*256)//2:
        a = a - (256*256)
    return a

print(twos_comp_two_bytes(0b11111101, 0b11001001))
print(twos_comp_two_bytes(0b0, 0b0))
print(twos_comp_two_bytes(0b0, 0b1))
print(twos_comp_two_bytes(0b10000000, 0b0))
print(twos_comp_two_bytes(0b10000000, 0b1))

结果：

-567
0
1
-32768
-32767

---

为此最好使用特殊模块struct

import struct

def twos_comp_two_bytes(msb, lsb):
    return struct.unpack('>h', bytes([msb, lsb]))[0]  
    #return struct.unpack('<h', bytes([lsb, msb]))[0] # different order `[lsb, msb]`
    #return struct.unpack( 'h', bytes([lsb, msb]))[0] # different order `[lsb, msb]`

print(twos_comp_two_bytes(0b11111101, 0b11001001))
print(twos_comp_two_bytes(0b0, 0b0))
print(twos_comp_two_bytes(0b0, 0b1))
print(twos_comp_two_bytes(0b10000000, 0b0))
print(twos_comp_two_bytes(0b10000000, 0b1))

结果：

-567
0
1
-32768
-32767

---

字母h 表示short integer（签名int 2 个字节）。

Char >, < 描述字节顺序。

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