Python CRC16 校验码计算：高低字节交换优化

本文将介绍如何使用 Python 实现 CRC16 校验码计算，并通过代码优化，在所有字节计算完成后，将 16 位 CRC 寄存器的高、低字节进行交换，最终将校验码以十六进制格式输出。

原始代码：

def crc16(data):
    if isinstance(data, str):
        data = data.encode('ascii')
    crc = 0xFFFF  # 初始值
    poly = 0x1021  # 多项式
    for i in range(len(data)):
        crc ^= (data[i] << 8)  # 异或操作
        for j in range(8):
            if crc & 0x8000:  # 判断最高位是否为1
                crc = (crc << 1) ^ poly  # 如果最高位为1，则左移1位并异或多项式
            else:
                crc <<= 1  # 如果最高位为0，则左移1位
    return crc   # 返回低16位校验码


if __name__ == "__main__":
    data = '6001'
    crc = crc16(data)
    print(hex(crc))  # 将十进制校验码转为十六进制输出

优化后的代码：

def crc16(data):
    if isinstance(data, str):
        data = data.encode('ascii')
    crc = 0xFFFF  # 初始值
    poly = 0x1021  # 多项式
    for i in range(len(data)):
        crc ^= (data[i] << 8)  # 异或操作
        for j in range(8):
            if crc & 0x8000:  # 判断最高位是否为1
                crc = (crc << 1) ^ poly  # 如果最高位为1，则左移1位并异或多项式
            else:
                crc <<= 1  # 如果最高位为0，则左移1位
    crc = ((crc << 8) & 0xFF00) | ((crc >> 8) & 0x00FF)  # 交换高、低字节
    return crc  # 返回低16位校验码


if __name__ == "__main__":
    data = '6001'
    crc = crc16(data)
    print(hex(crc))  # 将十进制校验码转为十六进制输出

在计算完 16 位 CRC 校验码后，我们通过移位和按位或运算的方法，将校验码的高、低字节进行了交换。最后输出结果时，依然将校验码转为十六进制格式输出。

代码解释：

crc = ((crc << 8) & 0xFF00) | ((crc >> 8) & 0x00FF)：这行代码用于交换 CRC 校验码的高、低字节。
- (crc << 8)：将 CRC 左移 8 位，将高字节移到低字节的位置。
- (crc >> 8)：将 CRC 右移 8 位，将低字节移到高字节的位置。
- & 0xFF00：与 0xFF00 进行按位与运算，保留高字节，低字节置为 0。
- & 0x00FF：与 0x00FF 进行按位与运算，保留低字节，高字节置为 0。
- |：将两个结果进行按位或运算，将高、低字节交换。

总结：

通过对代码进行优化，我们在计算完 CRC 校验码后，对高低字节进行了交换，实现了更符合实际需求的校验码计算。