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()
- pack(fmt, v1, v2, …) 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)
- unpack(fmt, string) 按照给定的格式(fmt)解析字节流string,返回解析出来的tuple
- calcsize(fmt) 计算给定的格式(fmt)占用多少字节的内存
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.