如何在Python中将字节数组转换为十六进制字符串？

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什么是十六进制字符串？

十六进制字符串是用十六进制数系统表示数据的文本表示。在这个系统中，数字使用16进制表示法，这意味着它结合了数字0到9和字母A到F。每个十六进制数字对应于一个4位二进制序列，允许对二进制数据进行紧凑的表示。

在十六进制字符串中，每个字符代表一个nibble，即4位数据。两个十六进制字符一起构成一个字节，即8位。十六进制字符串通常用于以更易于人类阅读的格式表示二进制数据，例如字节序列、内存地址或加密密钥。

例如，让我们考虑以下十六进制字符串。

1A3F6D

在上例字符串中，每个字符(1, A, 3, F, 6, D)代表一个nibble，两个字符一起(1A, 3F, 6D)代表一个字节。

Python提供内置函数和方法来处理十六进制字符串。Python中的`hex()`函数可以将整数转换为十六进制字符串，而`binascii.hexlify()`函数可以将二进制数据转换为十六进制字符串。

什么是字节数组？

在Python中，`bytearray`是可变的字节序列。它是一个内置数据类型，表示一系列整数，每个整数的范围为0到255，并且可以在创建后修改。它们对于处理二进制数据很有用，例如图像、音频文件、网络数据包以及其他由原始字节组成的数据。

以下是字节数组的关键特性。让我们一一来看。

可变的

与不可变的普通字符串不同，字节数组可以在创建后修改。我们可以更改单个字节值或操作整个字节数组。

序列类型

字节数组是一种序列类型，这意味着它支持索引、切片、迭代以及Python中所有其他常见的序列操作。

值的范围

字节数组中的每个元素都是范围为0到255的整数。这对应于单个字节的可能值，即二进制表示中的8位。

二进制数据处理

字节数组对于处理二进制数据特别有用，例如从文件读取和写入数据、处理网络数据包和实现加密算法。

与列表的相似性

在许多方面，字节数组的行为类似于Python中的列表，但它们专门用于处理字节而不是通用对象。

在Python中，有多种方法可以将字节数组转换为十六进制字符串。在本文中，让我们详细介绍每种方法并举例说明。

使用`binascii`模块

Python中的`binascii`模块提供了一些实用程序函数，用于将二进制数据转换为不同的表示形式，包括十六进制。`binascii.hexlify()`函数可用于将字节数组转换为十六进制字符串。

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)

输出

The conversion of bytearray to hexadecimal string : 48656c6c6f2c20776f726c6421

使用列表推导式

我们可以使用列表推导式将字节数组中的每个字节转换为其十六进制表示，然后将结果连接起来创建一个十六进制字符串。

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)

输出

The conversion of bytearray to hexadecimal string :
57656c636f6d6520746f207475746f7269616c73706f696e74

使用`hex()`函数

`hex()`函数可以直接用于字节数组的每个字节，将其转换为十六进制字符串。这将字节数组作为输入参数。

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)

输出

The conversion of bytearray to hexadecimal string :
57656c636f6d6520746f207475746f7269616c73706f696e742c686176652061206861707079206
c6561726e696e67

所有三种方法都将为给定的字节数组提供相同的十六进制字符串表示结果。我们可以根据自己的喜好、编码风格或项目的具体要求选择其中任何一种方法。`binascii.hexlify()`方法更侧重于将二进制数据转换为十六进制，而其他两种方法则为将字节转换为十六进制字符串提供了更通用的解决方案。