struct 库实现 Python 字符串和二进制相互转化

Python 的 struct 模块是一个用于处理二进制数据的内置模块。它主要用于在 Python 的值（如整数、浮点数、字符串）和 C 语言风格的结构体（即字节流 bytes）之间进行转换。这在处理网络通信协议、解析二进制文件（如图片头信息、WAV 音频文件）或与 C 语言程序交换数据时非常有用。

介绍

struct 的相关函数

• exception struct.error 异常
• struct.pack(format, v1, v2, ...) 返回一个 bytes 对象
  • 根据格式字符串 format 打包值 v1, v2, ...
  • 参数个数必须与格式字符串所要求的值完全匹配
• struct.pack_into(format, buffer, offset, v1, v2, ...)
  • 根据格式字符串 format 打包 v1, v2, ... 等值
  • 将打包的字节串写入可写缓冲区 buffer 从 offset 开始的位置，offset 是必需的参数
• struct.unpack(format, buffer)
  • 根据格式字符串 format 从缓冲区 buffer 解包（假定是由 pack(format, …) 打包）
  • 结果为一个元组，即使其只包含一个条目
  • 缓冲区的字节大小必须匹配格式所要求的大小，如 calcsize() 所示
• struct.unpack_from(format, /, buffer, offset=0)
  • 对 buffer 从位置 offset 开始根据格式字符串 format 进行解包
  • 结果为一个元组，即使其中只包含一个条目
  • 缓冲区的字节大小从位置 offset 开始必须至少为 calcsize() 显示的格式所要求的大小
• struct.iter_unpack(format, buffer)
• struct.calcsize(format)
  • 返回与格式字符串 format 相对应的结构的大小（即 pack(format, ...) 所产生的字节串对象的大小）

字节顺序

• 字节顺序

格式字符

示例

• 简单示例

import struct
num1 = 12345
num2 = 123
num3 = 1

# 把任意长度的整数转换成4个字节：2**32次方
l1 = struct.pack('i', num1)
l2 = struct.pack('i', num2)
l3 = struct.pack('i', num3)

print(len(l1), l1)  # 4 b'90\x00\x00'
print(len(l2), l2)  # 4 b'{\x00\x00\x00'
print(len(l3), l3)  # 4 b'\x01\x00\x00\x00'

unum1 = struct.unpack('i', l1)
unum2 = struct.unpack('i', l2)
unum3 = struct.unpack('i', l3)

# 返回元组，要取第0个元素
print(unum1[0])  # 12345
print(unum2[0])  # 123
print(unum3[0])  # 1
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• 格式化

from struct import *
pack(">bhl", 1, 2, 3)  # b'\x01\x00\x02\x00\x00\x00\x03'
unpack('>bhl', b'\x01\x00\x02\x00\x00\x00\x03')  # (1, 2, 3)
calcsize('>bhl')     # 7
pack("@3s", b'123')  # b'123'
pack("@ccc", b'1', b'2', b'3')  # b'123'