詳解python的二進制轉化模塊
在pyton中,通過struct模塊來對二進制進行轉換,主要包括兩大類函數(shù),即用于打包的pack和用于解包的unpack。
其中,struct.pack的輸入格式為struct.pack(format, v1, v2, ...),其中format為格式字符串,v1,v2..為將要轉成bytes的字符。
例如
>>> import struct
>>> struct.pack('i', 15)
b'\x0f\x00\x00\x00'
>>> struct.pack('iii', 15, 16, 17)
b'\x0f\x00\x00\x00\x10\x00\x00\x00\x11\x00\x00\x00'
>>> struct.pack('b', 255)#b格式的取值范圍是-128到127
struct.error: byte format requires -128 <= number <= 127
>>> struct.pack('B', 200)
b'\xc8'
>>> struct.pack('B', 71) #128以內可用ASCII表示
b'G'
i代表int,15對應的二進制代碼為F000,故其輸出為b\x0f\x00\x00\x00。當格式字符串為iii時,說明要將三個數(shù)字以整數(shù)類型轉化為二進制。
其中,格式化字符串中的每個字符都代表一種數(shù)據(jù)類型,其中整型相關的字符如下,左側為帶符號整型,右側為無符號整型
| C語言類型 | C語言類型 | 標準大小 | ||
|---|---|---|---|---|
b | signed char | B | unsigned char | 1 |
h | short | H | unsigned short | 2 |
i | int | I | unsigned int | 4 |
l | long | L | unsigned long | 4 |
q | long long | Q | unsigned long long | 8 |
n | ssize_t | N | size_t |
其他類型
| 格式 | C 類型 | Python 類型 | 標準大小 |
|---|---|---|---|
x | 填充字節(jié) | 無 | |
c | char | 長度為1的字節(jié)串 | |
? | _Bool | bool | 1 |
e | float | 2 | |
f | float | float | 4 |
d | double | float | 8 |
s | char[] | 字節(jié)串 | |
p | char[] | 字節(jié)串 | |
P | void* | 整數(shù) |
struct中提供了獲取標準大小的函數(shù),calcsize:
>>> struct.calcsize('B')
1
>>> struct.calcsize('i')
4
除了聲明被格式化時的數(shù)據(jù)類型,struct還可以指定對齊方式,例如
>>> struct.pack("i",15)
b'\x0f\x00\x00\x00'
>>> struct.pack(">i",15) #小端序
b'\x00\x00\x00\x0f'
>>> struct.pack("<i",15) #大端序
b'\x0f\x00\x00\x00'
其對應字符的含義分別為
@ | = | < | > | ! |
|---|---|---|---|---|
| 本機 | 本機 | 小端 | 大端 | 網(wǎng)絡(大端) |
其中默認為@,即本機字節(jié)順序。
在熟悉了pack之后,與之對偶的unpack也就沒啥難度了
>>> test = struct.pack("III",125,1255,12555)
>>> struct.unpack("III",test)
(125, 1255, 12555)
除了pack和unpack,struct模塊還提供了C語言風格的一對函數(shù)pack_into和unpack_from,二者的聲明分別為
struct.pack_into(format, buffer, offset, v1, v2, ...) struct.unpack_from(format, /, buffer, offset=0)
其中buffer表示緩沖流,在pack_into中,將v1,v2...以offset的偏置打包入buffer中;在unpack_from中,將buffer中的數(shù)據(jù)從offset處依次取出。
struct中封裝了用于二進制處理的類Struct,按照以往經(jīng)驗,其pack函數(shù)的實現(xiàn)方法很有可能是下面這種
def pack(format,*args): return Struct(format).pack(args)
其中Struct的初始化方法就是輸入一個格式化字符串,例如
>>> s = struct.Struct("III")
>>> s.pack(1,2,3)
b'\x01\x00\x00\x00\x02\x00\x00\x00\x03\x00\x00\x00'
總結
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