Python之struct模組淺談

　　這個struct主要是用來處理C結構資料的，讀入時先轉換為Python的字串類型，然後再轉換為Python的結構化類型，比如元組(tuple)啥的~

一般輸入的渠道來源於檔案或者網路的二進位流。

　　在轉化過程中，主要用到了一個格式化字串(format strings)，用來規定轉化的方法和格式。

　　下面來談談主要的方法：

　　struct.pack(fmt,v1,v2,.....)

　　　　將v1,v2等參數的值進行一層封裝，封裝的方法由fmt指定。被封裝的參數必須嚴格符合fmt。最後返回一個封裝後的字串。

　　struct.unpack(fmt,string)

　　　　顧名思義，解包。比如pack打包，然後就可以用unpack解包了。返回一個由解包資料(string)得到的一個元組(tuple),即使僅有一個資料也會被解包成　　　　　　　　元組。其中len(string) 必須等於 calcsize(fmt)，這裡面涉及到了一個calcsize函數，再後面談到。

　　struct.calcsize(fmt)

　　　　這個就是用來計算fmt格式所描述的結構的大小。

格式字串(format string)由一個或多個格式字元(format characters)組成，對於這些格式字元的描述參照Python manual如下

Format	C Type	Python type	Standard size(byte)	Notes
x	pad byte	no value
c	char	string of length 1	1
b	signed char	integer	1
B	unsigned char	integer	1
?	_Bool	bool	1	(1)
h	short	integer	2
H	unsigned short	integer	2
i	int	integer	4
I	unsigned int	integer	4
l	long	integer	4
L	unsigned long	integer	4
q	long long	integer	8	(2)
Q	unsigned long long	integer	8	(2)
f	float	float	4	(3)
d	double	float	8	(3)
s	char[]	string
p	char[]	string
P	void *	integer		(4)

說到這裡，大家可能都有點迷糊了，那就看一段小代碼

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資料類型中的integer,pack後就變成了C結構的二進位串，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Google),故而高位放在低位址區段。i 代表C struct中的int類型，故而本機佔4位，1則表示為01000000;h 代表C struct中的short類型，佔2位，故表示為0200;同理b 代表C struct中的signed char類型，佔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Manual。

（註：一個英文字母，一個數字，一個符號各佔一個位元組。一個漢字佔兩個位元組。所以我們習慣對一個字元占的位置說成一位，這裡的位不是bit，而是一個字元占的位置的位，實際是一個位元組。）

在Format string 的首位，有一個可選字元來決定大端和小端，列表如下：

Character	Byte order	Size and alignment
@	native	native
=	native	standard
<	little-endian	standard
>	big-endian	standard
!	network (= big-endian)	standard

如果沒有附加，預設為@，即使用原生字元順序(大端or小端)，對於C結構的大小和記憶體中的對齊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;有的機器記憶體對其位四位對齊，有的則是n位對齊(n未知，我也不知道多少)。

還有一個標準的選項，被描述為：如果使用標準的，則任何類型都無記憶體對齊。

比如剛才的小程式的後半部分，使用的format string中首位為！，即為大端模式標準對齊，故而輸出的為'\x00\x00\x00\x01\x00\x02\x03'，其中高位自己就被放在記憶體的高地址位了。

關於struct模組的講解就到這裡。本文只做引子，詳細內容可以參見手冊。由於水平有限，謬誤之處還請指出。

from:http://www.cnblogs.com/tonychopper/archive/2010/07/23/1783501.html