Python學習筆記（十五）內建模塊之base64、struct和hashlib

參考資料：

https://www.liaoxuefeng.com/wiki/001374738125095c955c1e6d8bb493182103fac9270762a000/001399413803339f4bbda5c01fc479cbea98b1387390748000

1、Base64是一種用64個字符來表示任意二進制數據的方法。

（1）原理：將26個大寫字母、26個小寫字母、10個數字和+、-共64個字符按順序組成符號表數組，然後對待編碼字符串的二進制數據按每3個字節進行編組，每個編組再以每個數字6bit生成4個數字作爲索引號對應到符號表數組的4個字符，生成Base64編碼後的字符串。

（2）Base64編碼會把3字節的二進制數據編碼爲4字節的文本數據，長度增加33%，好處是編碼後的文本數據可以在郵件正文、網頁等直接顯示。

（3）如果要編碼的二進制數據不是3的倍數，Base64用\x00字節在末尾補足後，再在編碼的末尾加上1個或2個=號，表示補了多少字節，解碼的時候，會自動去掉。

（4）Python內置的base64可以直接進行base64的編解碼。

下面是我的學習代碼：

import base64
#用於解碼不帶=號的base64
def safe_b64decode(s):
    s1 = s
    while len(s1) % 4 != 0:
        s1 = s1 + '='
    return base64.b64decode(s1)
#測試，輸入字符串，輸出解碼或編碼結果
def Test():
    while True:
        s = raw_input('input a str(null to cancel):')
        if s == '':
            break
        bDecode = False
        try:
            q = int(raw_input('input a func no, 1-decode, other-encode:'))
            if q == 1:
                bDecode = True
                print '%s decoded with base64: %s' % (s, safe_b64decode(s))
                continue
        except BaseException, e:
            if bDecode: 
                continue
        print '%s encoded with base64:%s' % (s, base64.b64encode(s))

2、Python內置的struct模塊用於實現字符串與其他二進制數據類型的轉換。

(1)struct.pack('>I', 10240099)：用於將給定的整數按前面指定格式轉換爲字符串。

(2)struct.unpack('>IH', '\xf0\xf0\xf0\xf0\x80\x80')：用於將給定的字符串按前面指定格式轉換爲數字。前面的格式符個數（>除外）決定了結果元組包含的數字個數。有關格式說明可參考官方文檔。

下面是我的學習代碼：

import struct
#不用struct的數字轉換爲字符串的方法
def IntToStr(n):
    b1 = chr((n & 0xff000000) >> 24)
    b2 = chr((n & 0xff0000) >> 16)
    b3 = chr((n & 0xff00) >> 8)
    b4 = chr(n & 0xff)
    s = b1 + b2 + b3 + b4
    return s
#使用struct後的轉換方法
def IntToStr1(n):
    return struct.pack('>I', n)
#利用struct實現的判斷給定文件是否爲位圖的方法
def IsBmpFile(filename):
    try:
        with open(filename, 'rb') as f:
            r = f.read(30)
            t = struct.unpack('<ccIIIIIIHH', r)
            if len(t) == 10 and t[0] == 'B' and t[1] == 'M':
                return True
    except BaseException, e:
        pass
    return False

#測試方法
def Test():
    s = IntToStr1(10240099)
    print struct.unpack('>I', s)
    s = raw_input('input a filename:')
    print 'Is %s a bmp file?' % s, IsBmpFile(s)

3、Python的hashlib提供了常見的摘要算法，如MD5，SHA1等等。

下面的代碼演示了利用hashlib.md5實現用戶登錄密碼的生成和比較：

import hashlib
from collections import defaultdict
#定義一個常量，表示用戶未註冊
none = 'N/A'
#初始化一個缺省值字典，用於記錄用戶註冊信息
db = defaultdict(lambda: none)
#用於生成MD5摘要
def getMD5(s):
    m = hashlib.md5()
    m.update(s)
    return m.hexdigest()
#登錄判斷
def login(user, passwrd):
    if db[user] == none:
        print 'user %s not registered' % user
        return False
    p = db[user]
    p1 = getMD5(passwrd)
    if p != p1:
        print 'password is invalid'
        return False
    print 'login success'
    return True
#測試主程序
def Test():
    while True:
        try:
            u = raw_input('input a username:')
            p = raw_input('input a password:')
            q = int(raw_input('input a func no, 1-create md5 password, 2-login, 0-exit'))
            if q == 0:
                break
            if q == 1:
                db[u] = getMD5(p)
            if q == 2:
                login(u, p)
        except BaseException, e:
            continue

今天就學習到這裏，下節從itertools學起。