Python?Struct库之pack和unpack举例详解

1. 官网解析

首先是官网对于 pack 、 unpack 、calcsize 以及 Format Strings 的描述

1.1 pack、unpack、calcsize

struct.pack 返回一个 bytes对象，其中包含根据格式字符串 format 打包的值 v1, v2，…
参数必须与格式所要求的值完全匹配

struct.unpack 根据格式字符串 format 从缓冲区 buffer (假设由pack(format，…)打包)中解包。返回一个元组，即使它只包含一个元素。缓冲区的字节大小必须与格式所需的大小匹配，如 calcsize() 所反映的那样。

struct.calcsize 返回与格式字符串 format 对应的结构体(以及由 pack(format，…)生成的 bytes 对象)的大小。

1.2 Format Strings

这一段在官方的描述中很详细，同时也很长，这里我只放几个重要的地方，剩下的可以自行去官网查阅

格式字符串描述打包和拆包数据时的数据布局。它们由格式字符组成，格式字符指定打包/解包的数据类型。此外，特殊字符控制字节顺序、大小和对齐方式。每个格式字符串由一个可选的前缀字符(描述数据的总体属性)和一个或多个格式字符(描述实际数据值和填充)组成。

1.2.1 字节顺序、大小和对齐方式

默认情况下，C 语言的类型以机器的本机格式和字节顺序表示，并在必要时通过填充字节来正确对齐(根据 C 语言编译器使用的规则)。选择这种行为是为了使打包结构体的字节与相应的 C 语言的结构体的内存布局完全对应。是使用本机字节排序和填充还是标准格式取决于应用程序。格式字符串的第一个字符可以用来指示字节顺序、大小和打包数据的对齐方式，如下表所示:

1.2.2 格式字符

格式字符有以下含义：给定 C 和 Python 值的类型，它们之间的转换应该是显而易见的。Standard size 列是指使用Standard size时，以字节为单位的打包值的大小;也就是说，当格式字符串以 <，>，!或= 开头的时候（详情见上面一个表格的 Size 列）。当使用 native size 时，打包值的大小取决于平台。

2. pack 解析

pack会把给定的数据按照 format string 的方式去打包我们来看看例子

例子 1

from struct import *
print(pack(">bhl", 1, 2, 3))

这里 format string 为 >bhl，其中 > 代表采用大端（高位字节在前）的方式打包， b、h、l 分别代表采用 signed char、short、long（对于 C 语言）的数据类型来分别打包 1、2、3，他们分别占用 1 字节、2 字节和 4 字节，下图是运行的结果。b 开头表示是字节类型，输出的结果和我们分析的结果一致

例子 2

from struct import *
print(pack("<2hl", 1, 2, 3))

这里 format string 为 <2hl，其中 < 代表采用小端（低位字节在前）的方式打包， 2h 代表前面 2 个数据采用 signed short 类型、进一步的，我们可以使用 x+格式字符 来表示，后续 x 个字符都用此格式字符来打包
下图是运行的结果：b 开头表示是字节类型，输出的结果和我们分析的结果一致。

例子 3

注意下面代码的运行结果

from struct import *
print(pack("@3c", b'1', b'2', b'3'))
print(pack("@1s", b'123'))
print(pack("@2s", b'123'))
print(pack("@3s", b'123'))

这一段代码主要是 format string 的不同导致了打包的结果和入参不同，其中 c 是以 char 类型去打包，3c 是代表后续的 3 个参数全部按照 char 去打包，而 s 是以 char[] 类型去打包，而 s 前面的数字则是代表打包多少位

3. unpack 解析

unpack 可以理解为是 pack 的逆向，直接看例子

例子1

from struct import *
print(unpack(">bhl",pack(">bhl", 1, 2, 3)))

将上面第一个例子的输出作为unpack的参数输入，然后按照和打包一样的 format string 去进行解包我们可以得到如下的结果，与我们的输入是一致的。

当然，在很多场景下并不是像这样自己打包数据然后再自己解包，而是需要按照一定的协议去解来自其他地方的字节流，于是可以这样写，在 data 中换成需要解包的数据，然后根据包的协议（字节顺序、大小和对齐方式）来编写解包的 format string

from struct import *
data = b'\x01\x00\x02\x00\x00\x00\x03'
print(unpack('>bhl', data))

总结 

到此这篇关于Python Struct库之pack和unpack的文章就介绍到这了,更多相关Python Struct库pack和unpack内容请搜索程序员之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持程序员之家！

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