如何在Python中將位元組陣列轉換為十六進位制字串？

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什麼是十六進位制字串？

十六進位制字串是用十六進位制數系統表示資料的文字表示。在這個系統中，數字使用16進位制表示法，這意味著它結合了數字0到9和字母A到F。每個十六進位制數字對應於一個4位二進位制序列，允許對二進位制資料進行緊湊的表示。

在十六進位制字串中，每個字元代表一個nibble，即4位資料。兩個十六進位制字元一起構成一個位元組，即8位。十六進位制字串通常用於以更易於人類閱讀的格式表示二進位制資料，例如位元組序列、記憶體地址或加密金鑰。

例如，讓我們考慮以下十六進位制字串。

1A3F6D

在上例字串中，每個字元(1, A, 3, F, 6, D)代表一個nibble，兩個字元一起(1A, 3F, 6D)代表一個位元組。

Python提供內建函式和方法來處理十六進位制字串。Python中的`hex()`函式可以將整數轉換為十六進位制字串，而`binascii.hexlify()`函式可以將二進位制資料轉換為十六進位制字串。

什麼是位元組陣列？

在Python中，`bytearray`是可變的位元組序列。它是一個內建資料型別，表示一系列整數，每個整數的範圍為0到255，並且可以在建立後修改。它們對於處理二進位制資料很有用，例如影像、音訊檔案、網路資料包以及其他由原始位元組組成的資料。

以下是位元組陣列的關鍵特性。讓我們一一來看。

可變的

與不可變的普通字串不同，位元組陣列可以在建立後修改。我們可以更改單個位元組值或操作整個位元組陣列。

序列型別

位元組陣列是一種序列型別，這意味著它支援索引、切片、迭代以及Python中所有其他常見的序列操作。

值的範圍

位元組陣列中的每個元素都是範圍為0到255的整數。這對應於單個位元組的可能值，即二進位制表示中的8位。

二進位制資料處理

位元組陣列對於處理二進位制資料特別有用，例如從檔案讀取和寫入資料、處理網路資料包和實現加密演算法。

與列表的相似性

在許多方面，位元組陣列的行為類似於Python中的列表，但它們專門用於處理位元組而不是通用物件。

在Python中，有多種方法可以將位元組陣列轉換為十六進位制字串。在本文中，讓我們詳細介紹每種方法並舉例說明。

使用`binascii`模組

Python中的`binascii`模組提供了一些實用程式函式，用於將二進位制資料轉換為不同的表示形式，包括十六進位制。`binascii.hexlify()`函式可用於將位元組陣列轉換為十六進位制字串。

示例

byte_array = bytearray(b'Hello, world!')
import binascii
hex_string = binascii.hexlify(byte_array).decode('utf-8')
print("The conversion of bytearray to hexadecimal string :",hex_string)

輸出

The conversion of bytearray to hexadecimal string : 48656c6c6f2c20776f726c6421

使用列表推導式

我們可以使用列表推導式將位元組陣列中的每個位元組轉換為其十六進位制表示，然後將結果連線起來建立一個十六進位制字串。

示例

byte_array = bytearray(b'Welcome to tutorialspoint')
hex_string = ''.join([format(byte, '02x') for byte in byte_array])
print("The conversion of bytearray to hexadecimal string :",hex_string)

輸出

The conversion of bytearray to hexadecimal string :
57656c636f6d6520746f207475746f7269616c73706f696e74

使用`hex()`函式

`hex()`函式可以直接用於位元組陣列的每個位元組，將其轉換為十六進位制字串。這將位元組陣列作為輸入引數。

示例

byte_array = bytearray(b'Welcome to tutorialspoint,have a happy learning')
hex_string = ''.join(hex(byte)[2:].zfill(2) for byte in byte_array)
print("The conversion of bytearray to hexadecimal string :",hex_string)

輸出

The conversion of bytearray to hexadecimal string :
57656c636f6d6520746f207475746f7269616c73706f696e742c686176652061206861707079206
c6561726e696e67

所有三種方法都將為給定的位元組陣列提供相同的十六進位制字串表示結果。我們可以根據自己的喜好、編碼風格或專案的具體要求選擇其中任何一種方法。`binascii.hexlify()`方法更側重於將二進位制資料轉換為十六進位制，而其他兩種方法則為將位元組轉換為十六進位制字串提供了更通用的解決方案。