Python学习笔记（十五）内建模块之base64、struct和hashlib

参考资料：

https://www.liaoxuefeng.com/wiki/001374738125095c955c1e6d8bb493182103fac9270762a000/001399413803339f4bbda5c01fc479cbea98b1387390748000

1、Base64是一种用64个字符来表示任意二进制数据的方法。

（1）原理：将26个大写字母、26个小写字母、10个数字和+、-共64个字符按顺序组成符号表数组，然后对待编码字符串的二进制数据按每3个字节进行编组，每个编组再以每个数字6bit生成4个数字作为索引号对应到符号表数组的4个字符，生成Base64编码后的字符串。

（2）Base64编码会把3字节的二进制数据编码为4字节的文本数据，长度增加33%，好处是编码后的文本数据可以在邮件正文、网页等直接显示。

（3）如果要编码的二进制数据不是3的倍数，Base64用\x00字节在末尾补足后，再在编码的末尾加上1个或2个=号，表示补了多少字节，解码的时候，会自动去掉。

（4）Python内置的base64可以直接进行base64的编解码。

下面是我的学习代码：

import base64
#用于解码不带=号的base64
def safe_b64decode(s):
    s1 = s
    while len(s1) % 4 != 0:
        s1 = s1 + '='
    return base64.b64decode(s1)
#测试，输入字符串，输出解码或编码结果
def Test():
    while True:
        s = raw_input('input a str(null to cancel):')
        if s == '':
            break
        bDecode = False
        try:
            q = int(raw_input('input a func no, 1-decode, other-encode:'))
            if q == 1:
                bDecode = True
                print '%s decoded with base64: %s' % (s, safe_b64decode(s))
                continue
        except BaseException, e:
            if bDecode: 
                continue
        print '%s encoded with base64:%s' % (s, base64.b64encode(s))

2、Python内置的struct模块用于实现字符串与其他二进制数据类型的转换。

(1)struct.pack('>I', 10240099)：用于将给定的整数按前面指定格式转换为字符串。

(2)struct.unpack('>IH', '\xf0\xf0\xf0\xf0\x80\x80')：用于将给定的字符串按前面指定格式转换为数字。前面的格式符个数（>除外）决定了结果元组包含的数字个数。有关格式说明可参考官方文档。

下面是我的学习代码：

import struct
#不用struct的数字转换为字符串的方法
def IntToStr(n):
    b1 = chr((n & 0xff000000) >> 24)
    b2 = chr((n & 0xff0000) >> 16)
    b3 = chr((n & 0xff00) >> 8)
    b4 = chr(n & 0xff)
    s = b1 + b2 + b3 + b4
    return s
#使用struct后的转换方法
def IntToStr1(n):
    return struct.pack('>I', n)
#利用struct实现的判断给定文件是否为位图的方法
def IsBmpFile(filename):
    try:
        with open(filename, 'rb') as f:
            r = f.read(30)
            t = struct.unpack('<ccIIIIIIHH', r)
            if len(t) == 10 and t[0] == 'B' and t[1] == 'M':
                return True
    except BaseException, e:
        pass
    return False

#测试方法
def Test():
    s = IntToStr1(10240099)
    print struct.unpack('>I', s)
    s = raw_input('input a filename:')
    print 'Is %s a bmp file?' % s, IsBmpFile(s)

3、Python的hashlib提供了常见的摘要算法，如MD5，SHA1等等。

下面的代码演示了利用hashlib.md5实现用户登录密码的生成和比较：

import hashlib
from collections import defaultdict
#定义一个常量，表示用户未注册
none = 'N/A'
#初始化一个缺省值字典，用于记录用户注册信息
db = defaultdict(lambda: none)
#用于生成MD5摘要
def getMD5(s):
    m = hashlib.md5()
    m.update(s)
    return m.hexdigest()
#登录判断
def login(user, passwrd):
    if db[user] == none:
        print 'user %s not registered' % user
        return False
    p = db[user]
    p1 = getMD5(passwrd)
    if p != p1:
        print 'password is invalid'
        return False
    print 'login success'
    return True
#测试主程序
def Test():
    while True:
        try:
            u = raw_input('input a username:')
            p = raw_input('input a password:')
            q = int(raw_input('input a func no, 1-create md5 password, 2-login, 0-exit'))
            if q == 0:
                break
            if q == 1:
                db[u] = getMD5(p)
            if q == 2:
                login(u, p)
        except BaseException, e:
            continue

今天就学习到这里，下节从itertools学起。

Python学习笔记（十五）内建模块之base64、struct和hashlib

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