Python struct（位元組流，組包拆包實作）模組詳解

看到struct這麼英文單詞，大家應該不陌生，因為c/c++中就有struct，在那裡struct叫做結構體。在Python中也使用struct，這充分說明了這個struct應該和c/c++中的struct有很深的淵源。 Python正是使用struct模組執行Python值和C結構體之間的轉換，從而形成Python位元組物件。它使用格式字串作為底層C結構體的緊湊描述，進而根據這個格式字串轉換成Python值。

我們知道python只定義了6種資料型，字串，整數，浮點數，列表，元組，字典。但是C語言中有些字節型的變量，在python中該如何實現呢？這一點頗為重要，特別是要在網路上進行資料傳輸的話。

python提供了一個struct模組來提供轉換。下面就介紹這個模組中的幾個方法。

pack(fmt, v1, v2, ...)  ------ 根據所給的fmt所描述的格式將值v1，v2，...轉換為一個字串。

unpack(fmt, bytes)    ------ 根據所給予的fmt所描述的格式將bytes反向解析出來，並傳回一個元組。

calcsize(fmt)             ------ 根據所給予的fmt所描述的格式傳回該結構的大小。

struct.pack():

struct.pack用於將Python的值根據格式符，轉換為字串（因為Python中沒有位元組(Byte)類型，可以把這裡的字串理解為位元組流，或位元組數組）。其函數原型為：struct.pack(fmt, v1, v2, ...)，參數fmt是格式字串，關於格式字串的相關資訊下面有所介紹。 v1, v2, ...表示要轉換的python值。下面的範例將兩個整數轉換為字串（位元組流）:

>>> import struct

>>> a=20

>>> b=400

>>> str=struct.pack ('ii',a,b)    #轉換成位元組流，雖然還是字串，但可以在網路上傳送

>>> print len(str)               #ii 表示兩個       #可以看到長度為8個位元組，剛好是兩個int型資料的長度

>>> print str

                          x00x00x00x90x01x00x00'   #其中十六進位的0x00000014, 0x00001009分別表示20和400

>>>

   由此我們就可以任意的進行組包了，比如下面一個打包的例子，只介紹其中的pack🜜HH🜎% ds" % len(data)

buffer = struct.pack(format,opcode,blocknumber,data)

  我們要對一個資料進行打包，加上一些個包頭，我們根據下面的格式符信息，知道H是unsigned short是2個位元組，而s是char型。所以這個buffer就是2個位元組的opcode，2個位元組的blocknumber，和len長的char。

 

Python模組——struct（位元組流，組包拆包實現）

   struct.unpack():

   我們接著上面的例子運行：

> a

'ii',str)

>>> print 'a1',a1

a1 20

>>> print 'a2=',a2

a2= 400

可以看到「ii」以四個字可以看到「ii」以四個字節為分界，把8個位元組的str分成了兩個int型的整數。

 struct.calcsize():用來計算特定格式的輸出的大小，是幾個字節，例如：

>>> struct.calcsize('HH4s')

8

>>> struct.calcsize ('ii')

8

>>>

>>> format='!HH%ds' % len('hello python')

>>> struct.calcsize(format)

16

>>> struct.calcsize(format)

16

>>>