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首页后端开发Python教程怎么使用Python读写二进制文件

1. 简介

Python 读写文件的二进制数据需要使用到struct模块,进行C/C++与Python数据格式的转换。

2. struct模块介绍

struct模块中最常用的函数为pack和unpack,用法如下:

函数 return explain
pack(fmt,v1,v2…) string 按照给定的格式(fmt),把数据转换成字符串(字节流),并将该字符串返回.
pack_into(fmt,buffer,offset,v1,v2…) None 按照给定的格式(fmt),将数据转换成字符串(字节流),并将字节流写入以offset开始的buffer中.(buffer为可写的缓冲区,可用array模块)
unpack(fmt,v1,v2……) tuple 按照给定的格式(fmt)解析字节流,并返回解析结果
pack_from(fmt,buffer,offset) tuple 按照给定的格式(fmt)解析以offset开始的缓冲区,并返回解析结果
calcsize(fmt) size of fmt 计算给定的格式(fmt)占用多少字节的内存,注意对齐方式

3. struct模块中数据格式fmt对应C/C++和Python中的类型

Format C Type Python type Standard size
x pad byte no value
c char string of length 1
b signed char integer 1
B unsigned char integer 1
? _Bool bool 1
h short integer 2
H unsigned short integer 2
i int integer 4
I unsigned int integer 4
l long integer 4
L unsigned long integer 4
q long long integer 8
Q unsigned long long integer 8
f float float 4
d double float 8
s char[] string
p char[] string
P void * integer

4. 实例

注意:代码中,044f6b14ab790ac651be3024bec5f806表示大端

import struct

# 打开文件
with open("binary_file.bin", "wb") as f:

    # 写入4个字节的整数(值为12345)
    int_value = 12345
    f.write(struct.pack("<i", int_value))

    # 写入8个字节的双精度浮点数(值为3.14159)
    double_value = 3.14159
    f.write(struct.pack("<d", double_value))

    # 写入一个字节的布尔值(值为True)
    bool_value = True
    f.write(struct.pack("<?", bool_value))

    # 写入一个定长字符串(10个字符,值为"hello")
    string_value = "hello".encode("utf-8")
    f.write(struct.pack("<5s", string_value))

    # 写入一个定长字节数组(20个字节,值为b"\x01\x02\x03...\x14")
    byte_array_value = bytes(range(1, 21))
    f.write(struct.pack("<20s", byte_array_value))

    f.close()

# 打开文件
with open("binary_file.bin", "rb") as f:

    # 读取4个字节,解析成一个整数
    int_value = struct.unpack("<i", f.read(4))[0]
    
    # 读取8个字节,解析成一个双精度浮点数
    double_value = struct.unpack("<d", f.read(8))[0]

    # 读取一个字节,解析成一个布尔值
    bool_value = struct.unpack("<?", f.read(1))[0]

    # 读取一个字符串,解析成一个定长字符串(10个字符)
    string_value = struct.unpack("<5s", f.read(5))[0].decode("utf-8")

    # 读取一个字节数组,解析成一个定长字节数组(20个字节)
    byte_array_value = struct.unpack("<20s", f.read(20))[0]

    # 打印结果
    print(f"int_value: {int_value}")
    print(f"double_value: {double_value}")
    print(f"bool_value: {bool_value}")
    print(f"string_value: {string_value}")
    print(f"byte_array_value: {byte_array_value}")

    f.close()

5. Python 字符串前面加u,r,b,f的含义

5.1. 字符串前加u

后面字符串以 Unicode格式进行编码,一般用在中文字符串前面,防止因为源码储存格式问题,导致再次使用时出现乱码。

str= u&#39;hello&#39;

5.2. 字符串前加r

去掉反斜杠的转移机制。(特殊字符:即那些,反斜杠加上对应字母,表示对应的特殊含义的,比如最常见的”\n”表示换行,”\t”表示Tab等。 )

str= r&#39;hello\n\t\n&#39;

5.3. 字符串前加b

表示该字符串是bytes 类型。

bytes = b&#39;hello&#39;

在 Python3 中,bytes 和 str 的互相转换方式是

str.encode(‘utf-8&#39;)
bytes.decode(‘utf-8&#39;)

5.4. 字符串前加f

以 f 开头表示在字符串内支持大括号内的python 表达式,字符串拼接

name = &#39;Lily&#39;
print(f&#39;My name is {name}.&#39;)

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