软硬件环境
- python3
- struct
简介
struct是python(包括版本2和3)中的内建模块，它用来在c语言中的结构体与python中的字符串之间进行转换，数据一般来自文件或者网络。
常用方法
struct模块中的函数
| 函数 | return | explain |
|---|---|---|
| pack(fmt,v1,v2…) | string | 按照给定的格式(fmt),把数据转换成字符串(字节流),并将该字符串返回. |
| pack_into(fmt,buffer,offset,v1,v2…) | None | 按照给定的格式(fmt),将数据转换成字符串(字节流),并将字节流写入以offset开始的buffer中.(buffer为可写的缓冲区,可用array模块) |
| unpack(fmt,v1,v2…..) | tuple | 按照给定的格式(fmt)解析字节流,并返回解析结果 |
| pack_from(fmt,buffer,offset) | tuple | 按照给定的格式(fmt)解析以offset开始的缓冲区,并返回解析结果 |
| calcsize(fmt) | size of fmt | 计算给定的格式(fmt)占用多少字节的内存，注意对齐方式 |
struct.pack(fmt,v1,v2,…)
返回的是一个字符串，是参数按照fmt数据格式组合而成。
struct.unpack(fmt,string)
按照给定数据格式解开(通常都是由struct.pack进行打包)数据，返回值是一个tuple
对齐方式
为了同c中的结构体交换数据，还要考虑c或c++编译器使用了字节对齐，通常是以4个字节为单位的32位系统，故而struct根据本地机器字节顺序转换.可以用格式中的第一个字符来改变对齐方式.定义如下
| Character | Byte order | Size | Alignment |
|---|---|---|---|
| @(默认) | 本机 | 本机 | 本机,凑够4字节 |
| = | 本机 | 标准 | none,按原字节数 |
| < | 小端 | 标准 | none,按原字节数 |
| > | 大端 | 标准 | none,按原字节数 |
| ! | network(大端) | 标准 | none,按原字节数 |
如果不懂大小端,见大小端参考网址.
| Format | C Type | Python type | Standard size | Notes |
|---|---|---|---|---|
x |
pad byte | no value | ||
c |
char |
string of length 1 | 1 | |
b |
signed char |
integer | 1 | (3) |
B |
unsigned char |
integer | 1 | (3) |
? |
_Bool |
bool | 1 | (1) |
h |
short |
integer | 2 | (3) |
H |
unsigned short |
integer | 2 | (3) |
i |
int |
integer | 4 | (3) |
I |
unsigned int |
integer | 4 | (3) |
l |
long |
integer | 4 | (3) |
L |
unsigned long |
integer | 4 | (3) |
q |
long long |
integer | 8 | (2), (3) |
Q |
unsigned long long |
integer | 8 | (2), (3) |
f |
float |
float | 4 | (4) |
d |
double |
float | 8 | (4) |
s |
char[] |
string | ||
p |
char[] |
string | ||
P |
void * |
integer | (5), (3) |
实例
理论性的东西看起来都比较枯燥，来个实例代码就容易理解多了。本例来实现往一个2进制文件中按照某种特定格式写入数据，之后再将它读出。相信通过这个理例子，你就能基本掌握struct的使用。
# -*- coding: utf-8 -*-
__author__ = 'djstava'
'''
数据格式为
姓名 年龄 性别 职业
lily 18 female teacher
'''
import os
import struct
fp = open('test.bin','wb')
# 按照上面的格式将数据写入文件中
# 这里如果string类型的话，在pack函数中就需要encode('utf-8')
name = b'lily'
age = 18
sex = b'female'
job = b'teacher'
# int类型占4个字节
fp.write(struct.pack('4si6s7s', name,age,sex,job))
fp.flush()
fp.close()
# 将文件中写入的数据按照格式读取出来
fd = open('test.bin','rb')
# 21 = 4 + 4 + 6 + 7
print(struct.unpack('4si6s7s',fd.read(21)))
fd.close()运行上面的代码，可以看到读出的数据与写入的数据是完全一致的。
-
(b'lily', 18, b'female', b'teacher')
-
Process finished with exit code 0
为了同c中的结构体交换数据，还要考虑有的c或c++编译器使用了字节对齐，通常是以4个字节为单位的32位系统，故而struct根据本地机器字节顺序转换.可以用格式中的第一个字符来改变对齐方式.定义如下：
| Character | Byte order | Size and alignment |
|---|---|---|
| @ | native | native 凑够4个字节 |
| = | native | standard 按原字节数 |
| < | little-endian | standard 按原字节数 |
| > | big-endian | standard 按原字节数 |
| ! | network (= big-endian) | standard 按原字节数 |
使用方法是放在fmt的第一个位置，就像'@5s6sif'
Python3 bytes 函数
描述
bytes 函数返回一个新的 bytes 对象，该对象是一个 0 <= x < 256 区间内的整数不可变序列。它是 bytearray 的不可变版本。
语法
以下是 bytes 的语法:
class bytes([source[, encoding[, errors]]])
参数
- 如果 source 为整数，则返回一个长度为 source 的初始化数组；
- 如果 source 为字符串，则按照指定的 encoding 将字符串转换为字节序列；
- 如果 source 为可迭代类型，则元素必须为[0 ,255] 中的整数；
- 如果 source 为与 buffer 接口一致的对象，则此对象也可以被用于初始化 bytearray。
- 如果没有输入任何参数，默认就是初始化数组为0个元素。
返回值
返回一个新的 bytes 对象。
实例
以下展示了使用 bytes 的实例：
实例
>>>a = bytes([1,2,3,4])
>>> a b'\x01\x02\x03\x04'
>>> type(a) <class 'bytes'>
>>>
>>> a = bytes('hello','ascii')
>>> >>> a b'hello'
>>> type(a) <class 'bytes'>
>>>
