python struct pack

http://www.cnblogs.com/vicsmb/archive/2012/02/01/2334134.html

 

看到在進行c格式的二進制文件讀取的過程中,用到了struct.unpack方法,因此開始找struct模塊的一些相關解釋,網上沒有看到很清晰的說明,那就根據Python v2.6.5 documentation自己寫一個好了。

這個struct主要是用來處理C結構數據的,讀入時先轉換爲Python的字符串類型,然後再轉換爲Python的結構化類型,比如元組(tuple)啥的~

一般輸入的渠道來源於文件或者網絡的二進制流。

在轉化過程中,主要用到了一個格式化字符串(format strings),用來規定轉化的方法和格式。

下面來談談主要的方法:

struct.pack(fmt,v1,v2,.....)

將v1,v2等參數的值進行一層包裝,包裝的方法由fmt指定。被包裝的參數必須嚴格符合fmt。最後返回一個包裝後的字符串。

struct.unpack(fmt,string)

顧 名思義,解包。比如pack打包,然後就可以用unpack解包了。返回一個由解包數據(string)得到的一個元組(tuple), 即使僅有一個數據也會被解包成元組。其中len(string) 必須等於 calcsize(fmt),這裏面涉及到了一個calcsize函數,再後面談到。

struct.calcsize(fmt)

這個就是用來計算fmt格式所描述的結構的大小。

 

格式字符串(format string)由一個或多個格式字符(format characters)組成,對於這些格式字符的描述參照Python manual如下

Format c Type Python Note
x pad byte no value  
c char string of length 1  
b signedchar integer  
B unsignedchar integer  
? _Bool bool (1)
h short integer  
H unsignedshort integer  
i int integer  
I unsignedint integer or long  
l long integer  
L unsignedlong long  
q longlong long (2)
Q unsignedlonglong long (2)
f float float  
d double float  
s char[] string  
p char[] string  
P void* long  

說到這裏,大家可能都有點迷糊了,那就看一段小代碼

 

import struct 

# native byteorder 
buffer = struct.pack("ihb"123
print repr(buffer) 
print struct.unpack("ihb", buffer) 

# data from a sequence, network byteorder 
data = [123
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 先將參數1,2,3打包,打包前1,2,3明顯屬於python數據類型中的integer,pack後就變成了C結構的二進制串,轉成 python的string類型來顯示就是  '\x01\x00\x00\x00\x02\x00\x03'。由於本機是小端('little- endian',關於大端和小端的區別請參照這裏, 故而高位放在低地址段。i 代表C struct中的int類型,故而本機佔4位,1則表示爲01000000;h 代表C struct中的short類型,佔2位,故表示爲0200;同理b 代表C struct中的signed char類型,佔1位,故而表示爲03。

其他結構的轉換也類似,有些特別的可以參考Manual。

在Format string 的首位,有一個可選字符來決定大端和小端,列表如下:

     
@ native native
= native standard
< little-endian standard
> big-endian standard
! network (= big-endian) standard

如果沒有附加,默認爲@,即使用本機的字符順序(大端or小端),對於C結構的大小和內存中的對齊方式也是與本機相一致的(native),比如有的機器integer爲2位而有的機器則爲四位;有的機器內存對其位四位對齊,有的則是n位對齊(n未知,我也不知道多少)。

還有一個標準的選項,被描述爲:如果使用標準的,則任何類型都無內存對齊。

比如剛纔的小程序的後半部分,使用的format string中首位爲!,即爲大端模式標準對齊方式,故而輸出的爲'\x00\x00\x00\x01\x00\x02\x03',其中高位自己就被放在內存的高地址位了。

關於struct模塊的講解就到這裏。本文只做引子,詳細內容可以參見手冊。由於水平有限,謬誤之處還請指出。

 

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