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
#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 | integer | ||
unsignedlong | ##long | ||
longlong | long | #(2) | |
unsignedlonglong | long | (2) | |
float | float | ||
#char[] | string | ||
char[] | string | ||
void* | long | ||
2.程式碼範例 | # |
# 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-endian | standard |
> | 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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