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Python学习之路——struct 模块使用

用途

  1. 按照指定格式将 Python 数据类型转换为字节流；
  2. 按照指定格式将字节流转换为 Python 数据类型；
  3. 解析 C 语言中的结构体；

内置函数

函数 返回值 功能
pack(fmt, *args) string 按照指定格式(fmt)，将数据(*args)转换成字节流，返回字节流
pack_into(fmt, buffer, offset, *args) None 按照给定的格式(fmt)，将数据(args*)转换成字节流，并将字节流写入以 offset (起始位)开始的 buffer**
unpack(fmt, string) tuple 按照给定的格式(fmt)解析字节流(string),并返回解析结果
unpack_from(fmt, buffer, offset=0) tuple 按照给定的格式(fmt)解析以 offset (起始位置) 开始的缓冲区(buffer)，并返回解析结果
calcsize(fmt) int 计算给定的格式(fmt)占用内存大小

格式化字符串

字节对齐

由于 C语言 在不同硬件设备上采用的对齐方式不同，因此我们在解析数据流时要考虑字节对齐的问题：

Character Byte order Size Alignment
@(默认) 本机 本机 本机,凑够4字节
= 本机 标准 none,按原字节数
< 小端 标准 none,按原字节数
> 大端 标准 none,按原字节数
! network(大端) 标准 none,按原字节数

类型转换

格式符 C语言类型 Python类型 Standard size
x pad byte(填充字节) no value
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(大写的i) unsigned int integer 4
l(小写的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
p char[] string
P void * long

例程

从字节流解析数据

struct data
{
    char name[20];
    float capacity;
    float Electricity;
    int status;
};
struct demo data{'Hello', 1.2, 1.2, 1};

// 将结构体转换为字节流的结果为：b'Hello\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00?\x99\x99\x9a?\x99\x99\x9a\x00\x00\x00\x01'

import struct

data = b'Hello\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00?\x99\x99\x9a?\x99\x99\x9a\x00\x00\x00\x01'
data = struct.unpack('<20sid', data)  # data为 C程序传递来的字节流
print(data)
# (b'Hello\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00', 1.2000000476837158, 1.2000000476837158, 1)

数据封装为字节流

import struct

data = struct.pack('>20sffi', 'Hell'.encode('ascii'), 1.2, 1.2, 1)
print(data)
# b'Hello\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00?\x99\x99\x9a?\x99\x99\x9a\x00\x00\x00\x01'

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