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python中struct.pack()函數和struct.unpack()函數的詳細介紹

高洛峰
高洛峰原創
2017-03-06 14:40:023492瀏覽

  python中的struct主要是用來處理C結構資料的,讀入時先轉換為Python的字串類型,然後再轉換為Python的結構化類型,例如元組(tuple)啥的~。一般輸入的管道來自檔案或網路的二進位流。

  1.struct.pack()和struct.unpack()

  在轉換過程中,主要用到了一個格式化字串(format strings),用來規定轉換的方法和格式。

  下面來談談主要的方法:

  1.1 struct.pack(fmt,v1,v2,.....)

  將v1,v2等參數的值進行一層包裝,包裝的方法由fmt指定。被包裝的參數必須嚴格符合fmt。最後返回一個包裝後的字串

  1.2 struct.unpack(fmt,string)

#  顧 名思義,解包。例如pack打包,然後就可以用unpack解包了。 傳回一個由解包資料(string)得到的一個元組(tuple), 即使只有一個資料也會被解包成元組。其中len(string) 必須等於 calcsize(fmt),這裡面涉及到了一個calcsize函數。 struct.calcsize(fmt):這就是用來計算fmt格式所描述的結構的大小。

    格式字串(format string)由一個或多個格式字元(format characters)組成,對於這些格式字元的描述參考Python manual如下

  ##l#longinteger #LunsignedlongqQ#fd#char[]string #pchar[]string Pvoid*long   2.程式碼範例#
import struct 

# native byteorder 
buffer = struct.pack("ihb", 1, 2, 3) 
print repr(buffer) 
print struct.unpack("ihb", buffer) 

# data from a sequence, network byteorder 
data = [1, 2, 3] 
buffer = struct.pack("!ihb", *data)
print repr(buffer) 
print struct.unpack("!ihb", buffer)

 

 

Output:

'\x01\x00\x00\x00\x02\x00\x03'
(1, 2, 3)
'\x00\x00\x00\x01\x00\x02\x03'
(1, 2, 3)
#Format c Type Python Note
x pad byte no value  
c char string of length 1
b signedchar integer  
B unsignedchar integer  
? #_Bool bool (1)
h short integer
H unsignedshort integer  
#i int integer  
I unsignedint integer or long  
##long  
longlong long #(2)
unsignedlonglong long (2)
float float  
 
##View Code

#  先將參數1,2,3打包,打包前1,2,3明顯屬於python資料型別中的integer,pack後就變成了C結構的二進位串,轉成python的string型別來顯示就是'\x01\x00\x00\x00\x02\x00\x03'。由於本機是小端('little- endian',關於大端和小端的區別請參照這裡, 故而高位放在低地址段。i 代表C struct中的int類型,故而本機佔4位,1則表示為01000000;h 代表C struct中的short類型,佔2位,故表示為0200;同理b 代表C struct中的signed char類型,佔1位,故而表示為03。結構的轉換也類似,有些特別的可以參考官方文件的Manual。

 

 

 

@

native

#native=native#standard
##<little-endianstandard
> big-endian standard
! network (= big-endian) standard

  如果沒有附加,預設為@,即使用本機的字元順序(大端or小端),對於C結構的大小和記憶體中的對齊方式也是與本機相一致的(native),例如有的機器integer為2位而有的機器則為四位;有的機器內存對其位四位對齊,有的則是n位對齊(n未知,我也不知道多少)。

  還有一個標準的選項,被描述為:如果使用標準的,則任何類型都無記憶體對齊。

  例如剛才的小程式的後半部分,使用的format string中首位為! ,即為大端模式標準對齊方式,故而輸出的為'\x00\x00\x00\x01\x00\x02\x03',其中高位自己就被放在內存的高地址位了。

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