为什么 Bytes(n) 在 Python 中产生零而不是整数表示？

解锁 bytes(n) 的神秘行为

在 Python 3 中构造 bytes 对象时，可能会遇到意想不到的结果。 bytes(n) 不是获取整数的二进制表示，而是生成 n 个零字节的字符串。这种困惑让许多人感到困惑，让他们不得不求助于外部资源来寻求答案。

Python 问题跟踪器揭示了这种行为的起源。开发人员对文档中缺乏指示以及 bytes(int) 返回零的意外后果表示担忧。

bytes(n)：解开谜团

为了理解 bytes(n) 行为背后的基本原理，让我们深入研究它的底层实现。在Python 3.2及更高版本中，bytes(n)函数分配包含n个零字节的内存块。这种机制在 Python 的垃圾收集过程中具有特定的用途，该过程依赖于大的、连续的内存块来进行高效的清理。

虽然这种优化有利于 Python 内存管理的整体性能，但它的代价是对字节（n）的直观理解。它的行为偏离了创建整数的二进制表示的期望。

寻找替代解决方案

为了克服这个限制，Python 开发者在 Python 3.2 中引入了 to_bytes 函数以及更高版本。与 bytes(n) 不同，to_bytes 允许用户方便地将整数转换为字节，同时指定所需的字节数、字节顺序，甚至带符号的表示形式。

例如，创建 2 字节大端字节序整数 1024 的表示，可以使用：

(1024).to_bytes(2, byteorder='big')

这将产生以下结果：

b'\x04\x00'

自定义整数编码

Python还提供了用于将整数与字节相互转换的实用函数，并对编码过程进行全面控制。这些函数 int_to_bytes 和 int_from_bytes 提供了一种可自定义的方法，用于将整数作为字节序列进行操作。

通过利用 to_bytes 和自定义编码函数的功能，开发人员可以实现对二进制形式的整数的精确处理，从而满足不同的需求应用范围和兼容性要求。

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