一、struct簡介
看到struct這麼英文單詞，大家應該並不陌生，因爲c/c++中就有struct，在那裏struct叫做結構體。在Python中也使用struct，這充分說明了這個struct應該和c/c++中的struct有很深的淵源。Python正是使用struct模塊執行Python值和C結構體之間的轉換，從而形成Python字節對象。它使用格式字符串作爲底層C結構體的緊湊描述，進而根據這個格式字符串轉換成Python值。
二、主要函數
struct模塊中最主要的三個函數式pack()、unpack()、calcsize()。
pack(fmt, v1, v2, ...) ------ 根據所給的fmt描述的格式將值v1，v2，...轉換爲一個字符串。
unpack(fmt, bytes) ------ 根據所給的fmt描述的格式將bytes反向解析出來，返回一個元組。
calcsize(fmt) ------ 根據所給的fmt描述的格式返回該結構的大小。
三、格式字符
格式字符有下面的定義：
| Format | C Type | Python | 字節數 |
| x | pad byte | no value | 1 |
| c | char | bytes of length 1 | 1 |
| b | signed char | integer | 1 |
| B | unsigned char | integer | 1 |
| ？ | _Bool | bool | 1 |
| h | short | integer | 2 |
| H | unsigned short | integer | 2 |
| i | int | integer | 4 |
| I | unsigned int | integer | 4 |
| l | long | integer | 4 |
| L | unsigned long | integer | 4 |
| q | long long | integer | 8 |
| Q | unsigned long long | integer | 8 |
| f | float | float | 4 |
| d | double | float | 8 |
| s | char[] | bytes | 1 |
| p | char[] | bytes | 1 |
| P | void * | integer |
注意： 1. c,s和p按照bytes對象執行轉碼操作，但是在使用UTF-8編碼時，也支持str對象。
2. ‘？’按照C99中定義的_Bool類型轉碼。如果該類型不可用，可使用一個char冒充。
3. ‘q'和’Q‘僅在64位系統上有用。
四.示例
現在我們有了格式字符串，也知道了封裝函數，那現在先通過一兩個例子看一看。
例一：比如有一個報文頭部在C語言中是這樣定義的
struct header
{
unsigned short usType;
char[4] acTag;
unsigned int uiVersion;
unsigned int uiLength;
};
在C語言對將該結構體封裝到一塊緩存中是很簡單的，可以使用memcpy()實現。在Python中，使用struct就需要這樣：
str = struct.pack('B4sII', 0x04, 'aaaa', 0x01, 0x0e)
'B4sII' ------ 有一個unsigned short、char[4], 2個unsigned int。其中s之前的數字說明了字符串的大小 。
type, tag, version, length = struct.unpack('B4sll', str)
例二：
s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_DGRAM)
data=struct.pack('IIIIi',dwStrHeader,dwDataLen,dwDevID,dwChnHLSD,nVUValue)
s.sendto(data,('192.168.0.199',33333))
s.close()
有的時候需要用python處理二進制數據，比如，存取文件，socket操作時.這時候，可以使用python的struct模塊來完成.可以用 struct來處理c語言中的結構體.
struct模塊中最重要的三個函數是pack(), unpack(), calcsize()
pack(fmt, v1, v2, ...) 按照給定的格式(fmt)，把數據封裝成字符串(實際上是類似於c結構體的字節流)
unpack(fmt, string) 按照給定的格式(fmt)解析字節流string，返回解析出來的tuple
calcsize(fmt) 計算給定的格式(fmt)佔用多少字節的內存
struct中支持的格式如下表：
| Format | C Type | Python | 字節數 |
|---|---|---|---|
| x | pad byte | no value | 1 |
| c | char | string of length 1 | 1 |
| b | signed char | integer | 1 |
| B | unsigned char | integer | 1 |
| ? | _Bool | bool | 1 |
| h | short | integer | 2 |
| H | unsigned short | integer | 2 |
| i | int | integer | 4 |
| I | unsigned int | integer or long | 4 |
| l | long | integer | 4 |
| L | unsigned long | long | 4 |
| q | long long | long | 8 |
| Q | unsigned long long | long | 8 |
| f | float | float | 4 |
| d | double | float | 8 |
| s | char[] | string | 1 |
| p | char[] | string | 1 |
| P | void * | long |
注1.q和Q只在機器支持64位操作時有意思
注2.每個格式前可以有一個數字，表示個數
注3.s格式表示一定長度的字符串，4s表示長度爲4的字符串，但是p表示的是pascal字符串
注4.P用來轉換一個指針，其長度和機器字長相關
注5.最後一個可以用來表示指針類型的，佔4個字節
爲了同c中的結構體交換數據，還要考慮有的c或c++編譯器使用了字節對齊，通常是以4個字節爲單位的32位系統，故而struct根據本地機器字節順序轉換.可以用格式中的第一個字符來改變對齊方式.定義如下：
| Character | Byte order | Size and alignment |
|---|---|---|
| @ | native | native 湊夠4個字節 |
| = | native | standard 按原字節數 |
| < | little-endian | standard 按原字節數 |
| > | big-endian | standard 按原字節數 |
| ! | network (= big-endian) | standard 按原字節數 |
使用方法是放在fmt的第一個位置，就像'@5s6sif'
示例一：
比如有一個結構體
struct Header
{
unsigned short id;
char[4] tag;
unsigned int version;
unsigned int count;
}
通過socket.recv接收到了一個上面的結構體數據，存在字符串s中，現在需要把它解析出來，可以使用unpack()函數.
import struct
id, tag, version, count = struct.unpack("!H4s2I", s)
上面的格式字符串中，!表示我們要使用網絡字節順序解析，因爲我們的數據是從網絡中接收到的，在網絡上傳送的時候它是網絡字節順序的.後面的H表示 一個unsigned short的id,4s表示4字節長的字符串，2I表示有兩個unsigned int類型的數據.
就通過一個unpack，現在id, tag, version, count裏已經保存好我們的信息了.
同樣，也可以很方便的把本地數據再pack成struct格式.
ss = struct.pack("!H4s2I", id, tag, version, count);
pack函數就把id, tag, version, count按照指定的格式轉換成了結構體Header，ss現在是一個字符串(實際上是類似於c結構體的字節流)，可以通過 socket.send(ss)把這個字符串發送出去.
示例二：
import struct
a=12.34
#將a變爲二進制
bytes=struct.pack('i',a)
此時bytes就是一個string字符串，字符串按字節同a的二進制存儲內容相同。
再進行反操作
現有二進制數據bytes，（其實就是字符串），將它反過來轉換成python的數據類型：
a,=struct.unpack('i',bytes)
注意，unpack返回的是tuple
所以如果只有一個變量的話：
bytes=struct.pack('i',a)
那麼，解碼的時候需要這樣
a,=struct.unpack('i',bytes) 或者 (a,)=struct.unpack('i',bytes)
如果直接用a=struct.unpack('i',bytes)，那麼 a=(12.34,) ，是一個tuple而不是原來的浮點數了。
如果是由多個數據構成的，可以這樣：
a='hello'
b='world!'
c=2
d=45.123
bytes=struct.pack('5s6sif',a,b,c,d)
此時的bytes就是二進制形式的數據了，可以直接寫入文件比如 binfile.write(bytes)
然後，當我們需要時可以再讀出來，bytes=binfile.read()
再通過struct.unpack()解碼成python變量
a,b,c,d=struct.unpack('5s6sif',bytes)
'5s6sif'這個叫做fmt，就是格式化字符串，由數字加字符構成，5s表示佔5個字符的字符串，2i，表示2個整數等等，下面是可用的字符及類型，ctype表示可以與python中的類型一一對應。
注意：二進制文件處理時會碰到的問題
我們使用處理二進制文件時，需要用如下方法
binfile=open(filepath,'rb') 讀二進制文件
binfile=open(filepath,'wb') 寫二進制文件
那麼和binfile=open(filepath,'r')的結果到底有何不同呢？
不同之處有兩個地方：
第一，使用'r'的時候如果碰到'0x1A'，就會視爲文件結束，這就是EOF。使用'rb'則不存在這個問題。即，如果你用二進制寫入再用文本讀出的話，如果其中存在'0X1A'，就只會讀出文件的一部分。使用'rb'的時候會一直讀到文件末尾。
第二，對於字符串x='abc\ndef'，我們可用len(x)得到它的長度爲7，\n我們稱之爲換行符，實際上是'0X0A'。當我們用'w'即文本方式寫的時候，在windows平臺上會自動將'0X0A'變成兩個字符'0X0D'，'0X0A'，即文件長度實際上變成8.。當用'r'文本方式讀取時，又自動的轉換成原來的換行符。如果換成'wb'二進制方式來寫的話，則會保持一個字符不變，讀取時也是原樣讀取。所以如果用文本方式寫入，用二進制方式讀取的話，就要考慮這多出的一個字節了。'0X0D'又稱回車符。linux下不會變。因爲linux只使用'0X0A'來表示換行。