Python二进制数据结构Struct的具体使用

 更新时间:2021年6月17日 10:00  点击:1587

二进制数据结构Struct

在C/C++语言中,struct被称为结构体。而在Python中,struct是一个专门的库,用于处理字节串与原生Python数据结构类型之间的转换。

本篇,将详细介绍二进制数据结构struct的使用方式。

函数与Struct类

struct库包含了一组处理结构值得模块级函数,以及一个Struct类。格式指示符将由字符串格式转换为一种编译表示,这与处理正则表达式得方式类似。

这个转换会耗费一些资源,所以创建一个Struct实例并再这个实例上调用方法时,只完成一次转换,往往会更高效。

打包

Struct支持使用格式指示符将数据打包为字符串,另外支持从字符串解包数据,格式指示符由表示数据类型的字符串和可选的数量及字节序指示符构成。

下面,我们来打包一个元组,将其转换为16进制字节序列,示例如下:

import struct
import binascii

values = (2, 'lyj'.encode('UTF-8'), 3.8)
s = struct.Struct('I 3s f')
packed_data = s.pack(*values)
print("原值:", values)
print("格式指示符:", s.format)
print("大小:", s.size, 'bytes')
print("打包值:", binascii.hexlify(packed_data))

运行之后,效果如下:

打包

这里的格式指示符为“I 3s f”。前面介绍array数组时,我们已经列出过一个表格。其中I标识一个整型或长整型,3s表示3个字节字符串(lyj),f表示浮点数。

解包

struct库使用unpack()可以从打包的表示数据中抽取数据,这里直接复制上面的打包值,进行测试。示例如下:

import struct
import binascii

packed_data = binascii.unhexlify(b'020000006c796a0033337340')
s = struct.Struct('I 3s f')
unpacked_data = s.unpack(packed_data)
print("解包值:", unpacked_data)

运行之后,效果如下:

解包

虽然使用unpack()解包基本会得到相同值,但浮点数的值有微小的差别。

字节序指示符

默认情况下,值会使用原生C库的字节序(endianness)来编码。Struct的字节序指示符如下表所示:

代码 含义
@ 原生顺序
= 原生标准
< 小端
> 大端
! 网络顺序

示例如下:

import struct
import binascii

values = (2, 'lyj'.encode('UTF-8'), 3.8)
endianness = [
    ('@', '原生顺序'),
    ('=', '原生标准'),
    ('<', '小端'),
    ('>', '大端'),
    ('!', '网络顺序'),
]
for code, name in endianness:
    s = struct.Struct(code + ' I 3s f')
    packed_data = s.pack(*values)
    print("格式化字符串:", s.format, ' for ', name)
    print("大小:", s.size, 'bytes')
    print("打包:", binascii.hexlify(packed_data))
    print("解包:", s.unpack(packed_data))

运行之后,效果如下:

字节序

如果想改变字节序来编码,如上面代码所示,只需要改变格式串中提供一个显式的字节序指令,就可以很容易地覆盖这个默认选择。

缓冲区

通常在强调性能的情况下或者向扩展模块传入或传出数据时才会处理二进制打包数据。

为了避免为每个打包结构分配一个新缓冲区所带来的开销,通常情况下,我们使用pack_into()和unpack_from()方法支持直接写入预分配的缓冲区。

示例如下:

import struct
import binascii
import ctypes
import array

values = (2, 'lyj'.encode('UTF-8'), 3.8)
s = struct.Struct('I 3s f')
print("原始值:", values)
b = ctypes.create_string_buffer(s.size)
print("打包之前(缓冲区的值):", binascii.hexlify(b.raw))
s.pack_into(b, 0, *values)
print("打包之后(缓冲区的值):", binascii.hexlify(b.raw))
print("解包:", s.unpack_from(b, 0))

a = array.array('b', b'\0' * s.size)
print("打包之前(缓冲区的值):", binascii.hexlify(a))
s.pack_into(a, 0, *values)
print('打包之后(缓冲区的值):', binascii.hexlify(a))
print("解包:", s.unpack_from(a, 0))

运行之后,效果如下:

缓冲区

这里通过两种方式,创建缓冲区。其中size属性用于指出缓冲区需要的大小。

到此这篇关于Pytho 二进制数据结构Struct的具体使用的文章就介绍到这了,更多相关Pytho 二进制数据结构Struct内容请搜索猪先飞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猪先飞!

[!--infotagslink--]

相关文章

  • python opencv 画外接矩形框的完整代码

    这篇文章主要介绍了python-opencv-画外接矩形框的实例代码,代码简单易懂,对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值,需要的朋友可以参考下...2021-09-04
  • Python astype(np.float)函数使用方法解析

    这篇文章主要介绍了Python astype(np.float)函数使用方法解析,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下...2020-06-08
  • 最炫Python烟花代码全解析

    2022虎年新年即将来临,小编为大家带来了一个利用Python编写的虎年烟花特效,堪称全网最绚烂,文中的示例代码简洁易懂,感兴趣的同学可以动手试一试...2022-02-14
  • python中numpy.empty()函数实例讲解

    在本篇文章里小编给大家分享的是一篇关于python中numpy.empty()函数实例讲解内容,对此有兴趣的朋友们可以学习下。...2021-02-06
  • python-for x in range的用法(注意要点、细节)

    这篇文章主要介绍了python-for x in range的用法,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。一起跟随小编过来看看吧...2021-05-10
  • Python 图片转数组,二进制互转操作

    这篇文章主要介绍了Python 图片转数组,二进制互转操作,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。一起跟随小编过来看看吧...2021-03-09
  • Python中的imread()函数用法说明

    这篇文章主要介绍了Python中的imread()函数用法说明,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。一起跟随小编过来看看吧...2021-03-16
  • python实现b站直播自动发送弹幕功能

    这篇文章主要介绍了python如何实现b站直播自动发送弹幕,帮助大家更好的理解和学习使用python,感兴趣的朋友可以了解下...2021-02-20
  • python Matplotlib基础--如何添加文本和标注

    这篇文章主要介绍了python Matplotlib基础--如何添加文本和标注,帮助大家更好的利用Matplotlib绘制图表,感兴趣的朋友可以了解下...2021-01-26
  • 解决python 使用openpyxl读写大文件的坑

    这篇文章主要介绍了解决python 使用openpyxl读写大文件的坑,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。一起跟随小编过来看看吧...2021-03-13
  • python 计算方位角实例(根据两点的坐标计算)

    今天小编就为大家分享一篇python 计算方位角实例(根据两点的坐标计算),具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。一起跟随小编过来看看吧...2020-04-27
  • python中使用np.delete()的实例方法

    在本篇文章里小编给大家整理的是一篇关于python中使用np.delete()的实例方法,对此有兴趣的朋友们可以学习参考下。...2021-02-01
  • python实现双色球随机选号

    这篇文章主要为大家详细介绍了python实现双色球随机选号,文中示例代码介绍的非常详细,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们可以参考一下...2020-05-02
  • 使用Python的pencolor函数实现渐变色功能

    这篇文章主要介绍了使用Python的pencolor函数实现渐变色功能,本文通过实例代码给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值,需要的朋友可以参考下...2021-03-09
  • Python getsizeof()和getsize()区分详解

    这篇文章主要介绍了Python getsizeof()和getsize()区分详解,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧...2020-11-20
  • python自动化办公操作PPT的实现

    这篇文章主要介绍了python自动化办公操作PPT的实现,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧...2021-02-05
  • 解决python 两个时间戳相减出现结果错误的问题

    这篇文章主要介绍了解决python 两个时间戳相减出现结果错误的问题,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。一起跟随小编过来看看吧...2021-03-12
  • python实现学生通讯录管理系统

    这篇文章主要为大家详细介绍了python实现学生通讯录管理系统,文中示例代码介绍的非常详细,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们可以参考一下...2021-02-25
  • PyTorch一小时掌握之迁移学习篇

    这篇文章主要介绍了PyTorch一小时掌握之迁移学习篇,本文给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值,需要的朋友可以参考下...2021-09-08
  • Python绘制的爱心树与表白代码(完整代码)

    这篇文章主要介绍了Python绘制的爱心树与表白代码,本文通过实例代码给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值,需要的朋友可以参考下...2021-04-06