簡單介紹Python中的struct模組

準確地講，Python沒有專門處理位元組的資料類型。但由於str既是字串，又可以表示位元組，所以，位元組數組＝str。而在C語言中，我們可以很方便地用struct、union來處理位元組，以及位元組和int，float的轉換。

在Python中，比方說要把一個32位不帶正負號的整數變成位元組，也就是4個長度的str，你得配合位元運算符這麼寫：

>>> n = 10240099>>> b1 = chr((n & 0xff000000) >> 24)>>> b2 = chr((n & 0xff0000) >> 16)>>> b3 = chr((n & 0xff00) >> 8)>>> b4 = chr(n & 0xff)>>> s = b1 + b2 + b3 + b4>>> s'\x00\x9c@c'

非常麻煩。如果換成浮點數就無能為力了。

好在Python提供了一個struct模組來解決str和其他位元據類型的轉換。

struct的pack函數把任意資料類型變成字串：

>>> import struct>>> struct.pack('>I', 10240099)'\x00\x9c@c'

pack的第一個參數是處理指示，'>I'的意思是：

>表示位元組順序是big-endian，也就是網路序，I表示4位元組不帶正負號的整數。

後面的參數個數要和處理指示一致。

unpack把str變成相應的資料類型：

>>> struct.unpack('>IH', '\xf0\xf0\xf0\xf0\x80\x80')(4042322160, 32896)

根據>IH的說明，後面的str依次變為I：4位元組不帶正負號的整數和H：2位元組不帶正負號的整數。

所以，儘管Python不適合編寫底層操作位元組流的代碼，但在對效能要求不高的地方，利用struct就方便多了。

struct模組定義的資料類型可以參考Python官方文檔：

https://docs.python.org/2/library/struct.html#format-characters

Windows的位元影像檔案（.bmp）是一種非常簡單的檔案格式，我們來用struct分析一下。

首先找一個bmp檔案，沒有的話用“畫圖”畫一個。

讀入前30個位元組來分析：

>>> s = '\x42\x4d\x38\x8c\x0a\x00\x00\x00\x00\x00\x36\x00\x00\x00\x28\x00\x00\x00\x80\x02\x00\x00\x68\x01\x00\x00\x01\x00\x18\x00'

BMP格式採用小端方式儲存資料，檔案頭的結構按順序如下：

兩個位元組：'BM'表示Windows位元影像，'BA'表示OS/2位元影像；
一個4位元組整數：表示位元影像大小；
一個4位元組整數：保留位，始終為0；
一個4位元組整數：實際映像的位移量；
一個4位元組整數：Header的位元組數；
一個4位元組整數：映像寬度；
一個4位元組整數：映像高度；
一個2位元組整數：始終為1；
一個2位元組整數：顏色數。

所以，組合起來用unpack讀取：

>>> struct.unpack('
結果顯示，'B'、'M'說明是Windows位元影像，位元影像大小為640x360，顏色數為24。
請編寫一個bmpinfo.py，可以檢查任意檔案是否是位元影像檔案，如果是，列印出圖片大小和顏色數。
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