python binary struct
python
2016-06-15

有的时候需要用 python 处理二进制数据,比如,存取文件,socket 操作时.这时候,可以使 用 python 的 struct 模块来完成。可以用 struct 来处理 c 语言中的结构体。

struct模块中最重要的三个函数是 pack() , unpack() , calcsize()

struct中支持的格式如下表:

> 格式 c类型 python类型
>x char 无(表示填充字节)
>c char 长度为1的字符串
>b signed char integer
>B unsigned char integer
>h short integer
>H unsigned short integer
>i int integer
>I unsigned int long
>l long integer
>L unsigned long long
>q long long long
>Q unsigned long long long
>f float float
>d double float
>s char[] string
>p char[] string
>P void\* integer

注1. q和Q只在机器支持64位操作时有意思
注2. 每个格式前可以有一个数字,表示个数
注3. s格式表示一定长度的字符串,4s表示长度为4的字符串,但是p表示的是pascal字符串
注4. P用来转换一个指针,其长度和机器字长相关

默认情况下struct根据本地机器字节顺序转换.不过可以用格式中的第一个字符来改变对齐 方式.定义如下:

>字符 字节顺序 长度和对齐方式
>@ native native
>= native standard
>< little-endian standard
>> big-endian standard
>! network (= big-endian) standard

有了struct,我们就可以很容易操作二进制数据了. 比如有一个结构体:

struct Header
{
    unsigned short id;
    char[4] tag;
    unsigned int version;
    unsigned int count;
}

通过 socket.recv 接收到了一个上面的结构体数据,存在字符串s中,现在需要把它解析出 来,可以使用 unpack() 函数.

import struct
id, tag, version, count = struct.unpack("!H4s2I", s)

上面的格式字符串中,!表示我们要使用网络字节顺序解析,因为我们的数据是从网络中接 收到的,在网络上传送的时候它是网络字节顺序的.后面的H表示一个unsigned short的 id,4s表示4字节长的字符串,2I表示有两个unsigned int类型的数据.

就通过一个unpack,现在id, tag, version, count里已经保存好我们的信息了.

同样,也可以很方便的把本地数据再pack成struct格式.

ss = struct.pack("!H4s2I", id, tag, version, count);

pack函数就把id, tag, version, count按照指定的格式转换成了结构体Header,ss现在是 一个字符串(实际上是类似于c结构体的字节流),可以通过socket.send(ss)把这个字符串发 送出去.

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