Python模組–struct 資料格式轉換

Python是
一門非常簡潔的語言，對於資料類型的表示，不像其他語言預定義了許多類型（如：在C#中，光整型就定義了8種），它只定義了六種基本類型：字串，整數，
浮點數，元組，列表，字典。通過這六種資料類型，我們可以完成大部分工作。但當Python需要通過網路與其他的平台進行互動的時候，必須考慮到將這些數
據類型與其他平台或語言之間的類型進行互相轉換問題。打個比方：C++寫的用戶端發送一個int型(4位元組)變數的資料到
Python寫的伺服器，Python接收到表示這個整數的4個位元組資料，怎麼解析成Python認識的整數呢？
Python的標準模組struct就用來解決這個問題。

　　struct模組的內容不多，也不是太難，下面對其中最常用的方法進行介紹：

 struct.pack

　　struct.pack用於將Python的值根據格式符，轉換為字串（因為Python中沒有位元組(Byte)類型，可以把這裡的字串理
解為位元組流，或位元組數組）。其函數原型為：struct.pack(fmt, v1, v2, ...)，參數fmt是格式字串，關于格式字串的相關資訊在下面有所介紹。v1,
v2, ...表示要轉換的python值。下面的例子將兩個整數轉換為字串（位元組流）:

 

 

1. import
    struct  
   
2.   
3. a = 20
     
   
4. b = 400
     
   
5.   
6. str = struct.pack("ii"
   , a, b)  
   #轉換後的str雖然是字串類型，但相當於其他語言中的位元組流（位元組數組），可以在網路上傳輸
     
   
7. print
    
   'length:'
   , len(str)  
   
8. print
    str  
   
9. print
    repr(str)  
   
10.   
11. #---- result
      
    
12. #length: 8
      
    
13. #    ----這裡是亂碼
      
    
14.  

1. #'/x14/x00/x00/x00/x90/x01/x00/x00'
     
   

import struct<br />a = 20<br />b = 400<br />str = struct.pack("ii", a, b)<br />#轉換後的str雖然是字串類型，但相當於其他語言中的位元組流（位元組數組），可以在網路上傳輸<br />print 'length:', len(str)<br />print str<br />print repr(str)<br />#---- result<br />#length: 8<br /># ----這裡是亂碼<br />#'/x14/x00/x00/x00/x90/x01/x00/x00'

 

格式符"i"表示轉換為int，'ii'表示有兩個int變數。進行轉換後的結果長度為8個位元組（int類型佔用4個位元組，兩個int為8個字
節），可以看到輸出的結果是亂碼，因為結果是位元據，所以顯示為亂碼。可以使用python的內建函數repr來擷取可識別的字串，其中十六進位的
0x00000014, 0x00001009分別表示20和400。

struct.unpack

　　struct.unpack做的工作剛好與
struct.pack相反，用於將位元組流轉換成python資料類型。它的函數原型為：struct.unpack(fmt,
string)，該函數返回一個元組
。 下面是一個簡單的例子：

 

1. str = struct.pack(
   "ii"
   , 
   20
   , 
   400
   )  
   
2. a1, a2 = struct.unpack("ii"
   , str)  
   
3. print
    
   'a1:'
   , a1  
   
4. print
    
   'a2:'
   , a2  
   
5.   
6. #---- result:
     
   
7. #a1: 20
     
   
8. #a2: 400
     
   

str = struct.pack("ii", 20, 400)<br />a1, a2 = struct.unpack("ii", str)<br />print 'a1:', a1<br />print 'a2:', a2<br />#---- result:<br />#a1: 20<br />#a2: 400<br />

 

struct.calcsize

　　struct.calcsize用於計算格式字串所對應的結果的長度，如：struct.calcsize('ii')，返回8。因為
兩個int類型所佔用的長度是8個位元組。

struct.pack_into, struct.unpack_from

 　　這兩個函數在Python手冊中有所介紹，但沒有給出如何使用的例子。其實
它們在實際應用中用的並不多。Google了很久，才找到一個例子，貼出來共用一下：

 

 

1. import
    struct  
   
   
2. from
    ctypes 
   import
    create_string_buffer  
   
   
3.   
   
4. buf = create_string_buffer(12
   )  
   
   
5. print
    repr(buf.raw)  
   
   
6.   
   
7. struct.pack_into("iii"
   , buf, 
   0
   , 
   1
   , 
   2
   , -
   1
   )  
   
   
8. print
    repr(buf.raw)  
   
   
9.   
   
10. print
     struct.unpack_from(
    'iii'
    , buf, 
    0
    )  
    
    
11.   
    
12. #---- result
      
    
    
13. #'/x00/x00/x00/x00/x00/x00/x00/x00/x00/x00/x00/x00'
      
    
    
14. #'/x01/x00/x00/x00/x02/x00/x00/x00/xff/xff/xff/xff'
      
    
    
15.  

1. #(1, 2, -1)
     
   

import struct<br />from ctypes import create_string_buffer<br />buf = create_string_buffer(12)<br />print repr(buf.raw)<br />struct.pack_into("iii", buf, 0, 1, 2, -1)<br />print repr(buf.raw)<br />print struct.unpack_from('iii', buf, 0)<br />#---- result<br />#'/x00/x00/x00/x00/x00/x00/x00/x00/x00/x00/x00/x00'<br />#'/x01/x00/x00/x00/x02/x00/x00/x00/xff/xff/xff/xff'<br />#(1, 2, -1)

 

關于格式字串

　　在Python手冊中，給出了C語言中常用類型與Python類型對應的格式
符：

 

格式符	C語言類型	Python類型	注
x	pad byte	no value
c	char	string of length 1
b	signed char	integer
B	unsigned char	integer
?	_Bool	bool
h	short	integer
H	unsigned short	integer
i	int	integer
I	unsigned int	integer or long
l	long	integer
L	unsigned long	long
q	long long	long
Q	unsigned long long	long
f	float	float
d	double	float
s	char[]	string
p	char[]	string
P	void *	long

具體內容請參考Python手冊 struct 模組