Python之struct模块浅谈

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mb5fed73533dfa9 2010-09-05 16:54:00

文章标签 python 解包数据元组字符串 文章分类 Python 后端开发

今天杯具了，来公司竟然没带鼠标，凑或用desktop touchpad吧，哎~~

　　看到在进行c格式的二进制文件读取的过程中，用到了struct.unpack方法，因此开始找struct模块的一些相关解释，网上没有看到很清晰的说明，那就根据Python v2.6.5 documentation自己写一个好了。

　　这个struct主要是用来处理C结构数据的，读入时先转换为Python的字符串类型，然后再转换为Python的结构化类型，比如元组(tuple)啥的~

一般输入的渠道来源于文件或者网络的二进制流。

　　在转化过程中，主要用到了一个格式化字符串(format strings)，用来规定转化的方法和格式。

　　下面来谈谈主要的方法：

　　struct.pack(fmt,v1,v2,.....)

　　　　将v1,v2等参数的值进行一层包装，包装的方法由fmt指定。被包装的参数必须严格符合fmt。最后返回一个包装后的字符串。

　　struct.unpack(fmt,string)

　　　　顾名思义，解包。比如pack打包，然后就可以用unpack解包了。返回一个由解包数据(string)得到的一个元组(tuple),即使仅有一个数据也会被解包成　　　　　　　　元组。其中len(string) 必须等于 calcsize(fmt)，这里面涉及到了一个calcsize函数，再后面谈到。

　　struct.calcsize(fmt)

　　　　这个就是用来计算fmt格式所描述的结构的大小。

格式字符串(format string)由一个或多个格式字符(format characters)组成，对于这些格式字符的描述参照Python manual如下

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

说到这里，大家可能都有点迷糊了，那就看一段小代码

import struct

# native byteorder
buffer = struct.pack("ihb", 1, 2, 3)
print repr(buffer)
print struct.unpack("ihb", buffer)

# data from a sequence, network byteorder
data = [1, 2, 3]
buffer = struct.pack("!ihb", *data)
print repr(buffer)
print struct.unpack("!ihb", buffer)

Output:

'\x01\x00\x00\x00\x02\x00\x03'
(1, 2, 3)
'\x00\x00\x00\x01\x00\x02\x03'
(1, 2, 3)

首先将参数1,2,3打包，打包前1,2,3明显属于python数据类型中的integer,pack后就变成了C结构的二进制串，转成python的string类型来显示就是　　'\x01\x00\x00\x00\x02\x00\x03'。由于本机是小端('little-endian',关于大端和小端的区别请参照Google),故而高位放在低地址段。i 代表C struct中的int类型，故而本机占4位，1则表示为01000000;h 代表C struct中的short类型，占2位，故表示为0200;同理b 代表C struct中的signed char类型，占1位，故而表示为03。

其他结构的转换也类似，有些特别的可以参考Manual。

在Format string 的首位，有一个可选字符来决定大端和小端，列表如下：