却写杂布计 发表于 2022-3-26 11:02:22

详解python的二进制转化模块

在pyton中,通过struct模块来对二进制进行转换,主要包括两大类函数,即用于打包的pack和用于解包的unpack。
其中,struct.pack的输入格式为struct.pack(format, v1, v2, ...),其中format为格式字符串,v1,v2..为将要转成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格式的取值范围是-128到127
struct.error: byte format requires -128 <= number <= 127
>>> struct.pack('B', 200)
b'\xc8'
>>> struct.pack('B', 71)    #128以内可用ASCII表示
b'G'i代表int,15对应的二进制代码为F000,故其输出为b\x0f\x00\x00\x00。当格式字符串为iii时,说明要将三个数字以整数类型转化为二进制。
其中,格式化字符串中的每个字符都代表一种数据类型,其中整型相关的字符如下,左侧为带符号整型,右侧为无符号整型
C语言类型 C语言类型标准大小bsigned charBunsigned char1hshortHunsigned short2iintIunsigned int4llongLunsigned long4qlong longQunsigned long long8nssize_tNsize_t 其他类型
格式C 类型Python 类型标准大小x填充字节无 cchar长度为1的字节串 ?_Boolbool1e float2ffloatfloat4ddoublefloat8schar[]字节串 pchar[]字节串 Pvoid*整数 struct中提供了获取标准大小的函数,calcsize:
>>> struct.calcsize('B')
1
>>> struct.calcsize('i')
4除了声明被格式化时的数据类型,struct还可以指定对齐方式,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'其对应字符的含义分别为
@=<>!本机本机小端大端网络(大端)其中默认为@,即本机字节顺序。
在熟悉了pack之后,与之对偶的unpack也就没啥难度了
>>> test = struct.pack("III",125,1255,12555)>>> struct.unpack("III",test)(125, 1255, 12555)除了pack和unpack,struct模块还提供了C语言风格的一对函数pack_into和unpack_from,二者的声明分别为
struct.pack_into(format, buffer, offset, v1, v2, ...)
struct.unpack_from(format, /, buffer, offset=0)其中buffer表示缓冲流,在pack_into中,将v1,v2...以offset的偏置打包入buffer中;在unpack_from中,将buffer中的数据从offset处依次取出。
struct中封装了用于二进制处理的类Struct,按照以往经验,其pack函数的实现方法很有可能是下面这种
def pack(format,*args):
    return Struct(format).pack(args)其中Struct的初始化方法就是输入一个格式化字符串,例如
>>> s = struct.Struct("III")>>> s.pack(1,2,3)b'\x01\x00\x00\x00\x02\x00\x00\x00\x03\x00\x00\x00'总结

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