bytes와 bytearray: 이진 데이터를 다루는 두 가지 방법

지난 글에서 문자열 메서드를 살펴봤다. 이번에는 문자열과 비슷하게 생겼지만 완전히 다른 영역인 이진(binary) 데이터 타입을 다룬다. Python에는 이진 시퀀스를 다루는 두 타입이 있다. 불변인 bytes와 가변인 bytearray다.

bytes — 불변 이진 시퀀스

bytes는 0~255 범위의 정수 시퀀스다. 한 번 만들면 내용을 바꿀 수 없다.

b = b"hello"          # 리터럴
b2 = bytes([72, 101, 108, 108, 111])  # int 리스트로 생성
b3 = bytes(5)         # 5바이트짜리 0으로 채운 bytes

b[0]   # 72  (int 반환, 문자열과 다름!)
b[1:4] # b'ell'  (슬라이스는 bytes 반환)

인덱스로 접근하면 int가 나온다는 점이 str과 다르다.

bytearray — 가변 이진 시퀀스

bytearray는 bytes와 동일한 인터페이스를 갖지만 내용을 바꿀 수 있다.

ba = bytearray(b"hello")
ba[0] = 72      # 'H' = 72 으로 변경
ba.append(33)   # '!' 추가
ba.extend(b" world")
print(bytes(ba))  # b'Hello! world'

list처럼 append, extend, insert, pop 메서드가 있다.

str ↔ bytes 변환

네트워크나 파일 I/O에서 가장 많이 하는 작업이다.

# str → bytes
s = "안녕, Python!"
b = s.encode("utf-8")   # bytes
b_latin = s.encode("utf-8", errors="replace")  # 변환 불가 문자는 ?

# bytes → str
s2 = b.decode("utf-8")

# 오류 처리 옵션
b.decode("ascii", errors="ignore")   # 변환 불가 바이트 무시
b.decode("ascii", errors="replace")  # ? 로 대체

encode()/decode() 모두 두 번째 인자 errors를 받는다. 기본값은 "strict"(오류 시 예외 발생)다.

hex, int 변환

b = b"Hi"
b.hex()               # '4869'
bytes.fromhex("4869") # b'Hi'

# 정수 ↔ bytes
n = (1024).to_bytes(2, "big")   # b'\x04\x00'
m = int.from_bytes(n, "big")    # 1024

# little-endian
(1024).to_bytes(2, "little")    # b'\x00\x04'

언제 무엇을 쓸까

상황	선택
파일 읽기·네트워크 수신	bytes
이진 버퍼를 조각조각 수정	bytearray
dict 키로 사용	bytes (해시 가능)
대용량 이진 데이터 제자리 수정	bytearray (복사 없이 변경)

bytes는 해시 가능하므로 dict 키나 set 원소로 쓸 수 있다. bytearray는 가변이므로 해시 불가다.

memoryview

bytes나 bytearray를 복사 없이 슬라이스하려면 memoryview를 쓴다.

data = bytearray(b"Hello, World!")
view = memoryview(data)
view[0:5]  # <memory at ...>
bytes(view[0:5])  # b'Hello'  (복사 없이 참조)

대용량 이진 데이터를 처리할 때 불필요한 복사를 줄일 수 있다.

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지난 글: 문자열 메서드: split, join, replace와 친구들

다음 글: None: Python의 ‘없음’을 나타내는 단 하나의 값

읽어주셔서 감사합니다. 😊