python中struct.pack()函數和struct.unpack()函數

　　python中的struct主要是用來處理C結構數據的，讀入時先轉換為Python的字符串類型，然后再轉換為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。

　　1.struct.pack()和struct.unpack()

　　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：

　　1.1 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。最后返回一個包裝后的字符串。

　　1.2 struct.unpack(fmt,string)

　　顧 名思義，解包。比如pack打包，然后就可以用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)，這里面涉及到了一個calcsize函數。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

 

　　2.代碼示例

import struct 

# native byteorder 
buffer = struct.pack("ihb", 1, 2, 3) 
print repr(buffer) 
print struct.unpack("ihb", buffer) 

# data from a sequence, network byteorder 
data = [1, 2, 3] 
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后就變成了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里, 故而高位放在低地址段。i 代表C struct中的int類型，故而本機占4位，1則表示為01000000;h 代表C struct中的short類型，占2位，故表示為0200;同理b 代表C struct中的signed char類型，占1位，故而表示為03。

　　其他結構的轉換也類似，有些特別的可以參考官方文檔的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，默認為@，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為2位而有的機器則為四位;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)。

　　還有一個標准的選項，被描述為：如果使用標准的，則任何類型都無內存對齊。

　　比如剛才的小程序的后半部分，使用的format string中首位為！，即為大端模式標准對齊方式，故而輸出的為'\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。