Python中使用struct处理二进制字节数据

Python中使用struct处理二进制字节数据

一、struct简介

Python没有专门处理字节的数据类型。
但由于b'str'可以表示字节，所以，字节数组＝二进制str。
而在C语言中，我们可以很方便地用struct、union来处理字节，以及字节和int，float的转换。

在某些场合下，我们需要使用Python处理C语言中的结构体。比如存取文件，socket操作。
为了解决Python中的二进制解码问题，Python中提供了内建模块struct处理二进制(pack和unpack用法)
尽管Python不适合编写底层操作字节流的代码，但在对性能要求不高的地方，利用struct就方便多了。

二、常用方法

struct中有三个函数比较重要：

# 按照给定的格式(fmt)，把数据封装成字符串(实际上是类似于c结构体的字节流)
pack(fmt, v1, v2, ...)

# 按照给定的格式(fmt)解析字节流string，返回解析出来的tuple
unpack(fmt, string)

# 计算给定的格式(fmt)占用多少字节的内存
calcsize(fmt)

fmt中支持的格式为：

FORMAT	C TYPE	PYTHON TYPE	STANDARD SIZE	NOTES
x	pad byte	no value	-	-
c	char	string of length 1	1	-
b	signed char	integer	1	(3)
B	unsigned char	integer	1	(3)
?	_Bool	bool	1	(1)
h	short	integer	2	(3)
H	unsigned short	integer	2	(3)
i	int	integer	4	(3)
I	unsigned int	integer	4	(3)
l	long integer	4	(3)	-
L	unsigned long	integer	4	(3)
q	long long	integer	8	(2), (3)
Q	unsigned long long	integer	8	(2), (3)
f	float	float	4	(4)
d	double	float	8	(4)
s	char[]	string	-	-
p	char[]	string	-	-
P	void *	integer	-	(5), (3)

三、使用方法

1、打包(pack)

struct的pack函数把任意数据类型变成bytes。

import struct
struct.pack('>I', 10240099)
#  b'\x00\x9c@c'

pack的第一个参数'>I'是处理指令， >表示字节顺序是big-endian，也就是网络序，I表示4字节无符号整数。
后面的参数个数要和处理指令一致。

2、解包(unpack)

unpack把bytes变成相应的数据类型。

struct.unpack('>IH', b'\xf0\xf0\xf0\xf0\x80\x80')
#  (4042322160, 32896)

根据>IH的说明，后面的bytes依次变为I：4字节无符号整数和H：2字节无符号整数。

参考：

Python使用struct处理二进制(pack和unpack用法)_python_脚本之家 (jb51.net)