Python中的二進(jìn)制如何使用struct進(jìn)行處理

今天就跟大家聊聊有關(guān)Python中的二進(jìn)制如何使用struct進(jìn)行處理，可能很多人都不太了解，為了讓大家更加了解，小編給大家總結(jié)了以下內(nèi)容，希望大家根據(jù)這篇文章可以有所收獲。

有的時(shí)候需要用python處理二進(jìn)制數(shù)據(jù)，比如，存取文件，socket操作時(shí).這時(shí)候，可以使用python的struct模塊來(lái)完成.可以用 struct來(lái)處理c語(yǔ)言中的結(jié)構(gòu)體.

struct模塊中最重要的三個(gè)函數(shù)是pack(), unpack(), calcsize()

# 按照給定的格式(fmt)，把數(shù)據(jù)封裝成字符串(實(shí)際上是類(lèi)似于c結(jié)構(gòu)體的字節(jié)流)
pack(fmt, v1, v2, ...) 
 
# 按照給定的格式(fmt)解析字節(jié)流string，返回解析出來(lái)的tuple
unpack(fmt, string)  
 
# 計(jì)算給定的格式(fmt)占用多少字節(jié)的內(nèi)存
calcsize(fmt)

上述fmt中，支持的格式為：

使用方法是放在fmt的第一個(gè)位置，就像'@5s6sif'

例子1：

結(jié)構(gòu)體如下：

struct Header
{
 unsigned short id;
 char[4] tag;
 unsigned int version;
 unsigned int count;
}

通過(guò)socket.recv接收到了一個(gè)上面的結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)，存在字符串s中，現(xiàn)在需要把它解析出來(lái)，可以使用unpack()函數(shù)：

import struct
id, tag, version, count = struct.unpack("!H4s2I", s)

上面的格式字符串中，!表示我們要使用網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序解析，因?yàn)槲覀兊臄?shù)據(jù)是從網(wǎng)絡(luò)中接收到的，在網(wǎng)絡(luò)上傳送的時(shí)候它是網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序的.后面的H表示 一個(gè)unsigned short的id,4s表示4字節(jié)長(zhǎng)的字符串，2I表示有兩個(gè)unsigned int類(lèi)型的數(shù)據(jù).

就通過(guò)一個(gè)unpack，現(xiàn)在id, tag, version, count里已經(jīng)保存好我們的信息了.

同樣，也可以很方便的把本地?cái)?shù)據(jù)再pack成struct格式：

ss = struct.pack("!H4s2I", id, tag, version, count);

pack函數(shù)就把id, tag, version, count按照指定的格式轉(zhuǎn)換成了結(jié)構(gòu)體Header，ss現(xiàn)在是一個(gè)字符串(實(shí)際上是類(lèi)似于c結(jié)構(gòu)體的字節(jié)流)，可以通過(guò) socket.send(ss)把這個(gè)字符串發(fā)送出去。

例子2：

import struct
 
a=12.34

# 將a變?yōu)槎M(jìn)制
bytes=struct.pack('i',a)

此時(shí)bytes就是一個(gè)string字符串，字符串按字節(jié)同a的二進(jìn)制存儲(chǔ)內(nèi)容相同。

再進(jìn)行反操作，現(xiàn)有二進(jìn)制數(shù)據(jù)bytes，（其實(shí)就是字符串），將它反過(guò)來(lái)轉(zhuǎn)換成python的數(shù)據(jù)類(lèi)型：

# 注意，unpack返回的是tuple !!
a,=struct.unpack('i',bytes)

如果是由多個(gè)數(shù)據(jù)構(gòu)成的，可以這樣：

a='hello'
b='world!'
c=2
d=45.123

bytes=struct.pack('5s6sif',a,b,c,d)
此時(shí)的bytes就是二進(jìn)制形式的數(shù)據(jù)了，可以直接寫(xiě)入文件比如 binfile.write(bytes)

然后，當(dāng)我們需要時(shí)可以再讀出來(lái)，bytes=binfile.read()

再通過(guò)struct.unpack()解碼成python變量：

a,b,c,d=struct.unpack('5s6sif',bytes)

'5s6sif'這個(gè)叫做fmt，就是格式化字符串，由數(shù)字加字符構(gòu)成，5s表示占5個(gè)字符的字符串，2i，表示2個(gè)整數(shù)等等，下面是可用的字符及類(lèi)型，ctype表示可以與python中的類(lèi)型一一對(duì)應(yīng)。

注意：二進(jìn)制文件處理時(shí)會(huì)碰到的問(wèn)題

我們使用處理二進(jìn)制文件時(shí)，需要用如下方法：

binfile=open(filepath,'rb')  #讀二進(jìn)制文件
 
binfile=open(filepath,'wb') #寫(xiě)二進(jìn)制文件

那么和binfile=open(filepath,'r')的結(jié)果到底有何不同呢？

不同之處有兩個(gè)地方：

第一，使用'r'的時(shí)候如果碰到'0x1A'，就會(huì)視為文件結(jié)束，這就是EOF。使用'rb'則不存在這個(gè)問(wèn)題。即，如果你用二進(jìn)制寫(xiě)入再用文本讀出的話(huà)，如果其中存在'0X1A'，就只會(huì)讀出文件的一部分。使用'rb'的時(shí)候會(huì)一直讀到文件末尾。

第二，對(duì)于字符串x='abc\ndef'，我們可用len(x)得到它的長(zhǎng)度為7，\n我們稱(chēng)之為換行符，實(shí)際上是'0X0A'。當(dāng)我們用'w'即文本方式寫(xiě)的時(shí)候，在windows平臺(tái)上會(huì)自動(dòng)將'0X0A'變成兩個(gè)字符'0X0D'，'0X0A'，即文件長(zhǎng)度實(shí)際上變成8.。當(dāng)用'r'文本方式讀取時(shí)，又自動(dòng)的轉(zhuǎn)換成原來(lái)的換行符。如果換成'wb'二進(jìn)制方式來(lái)寫(xiě)的話(huà)，則會(huì)保持一個(gè)字符不變，讀取時(shí)也是原樣讀取。所以如果用文本方式寫(xiě)入，用二進(jìn)制方式讀取的話(huà)，就要考慮這多出的一個(gè)字節(jié)了。'0X0D'又稱(chēng)回車(chē)符。linux下不會(huì)變。因?yàn)閘inux只使用'0X0A'來(lái)表示換行。

看完上述內(nèi)容，你們對(duì)Python中的二進(jìn)制如何使用struct進(jìn)行處理有進(jìn)一步的了解嗎？如果還想了解更多知識(shí)或者相關(guān)內(nèi)容，請(qǐng)關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道，感謝大家的支持。