python中的struct模塊

struct模塊用於二進制和結構體之間的互相轉化，此模塊中大部分函數接受一個實現了Buffer協議的對象，最多見的實現了Buffer協議的對象包括bytes、bytearray等，大多數像byte數組這樣的對象都實現了Buffer協議。

struct模塊的函數

struct模塊的函數不多，只有6個。

struct.pack(format, v1, v2, ...)：將多個value如v一、v2按照format進行格式化
struct.pack_into(format, buffer, offset, v1, v2, ...)：將多個value如v一、v2按照format格式化到buffer的offset處
struct.unpack(format, buffer)：從buffer中按照format解析對象
struct.unpack_from(format, buffer, offset=0)：從buffer的某個offset處解析對象
struct.iter_unpack(format, buffer)：以迭代的形式從buffer中解析對象
struct.calcsize(format)：返回format所指定的數據類型的字節數
從以上函數看出，struct模塊中格式化字符串format很是重要，format包括兩部分：控制部分、類型部分。

以Struct的形式調用struct包的能

struct包提供了Struct類，這個類的構造函數接受一個format串，從而能夠使用對象的函數了，能夠避免傳format參數。

msgpack中的Packer和Unpacker也是相似的做用。

舉例

demo1：將int轉換爲bytes

buf1 = 256
bin_buf1 = struct.pack('i', buf1)  # 'i'表明'integer'
ret1 = struct.unpack('i', bin_buf1)
print(bin_buf1, '  <====>  ', ret1)

這段程序將256這個數字經過pack函數轉化成了bytes類型，其中pack的第一個參數i表示buf1爲int類型的數據。

demo2：將浮點數轉化爲bytes

buf2 = 3.1415
bin_buf2 = struct.pack('d', buf2)  # 'd'表明'double'
ret2 = struct.unpack('d', bin_buf2)
print(bin_buf2, '  <====>  ', ret2)

demo3：將字符串轉換爲bytes

# 字符串 -> 二進制流
buf3 = 'Hello World'
bin_buf3 = struct.pack('11s', bytes(buf3,encoding='ascii'))  # '11s'表明長度爲11的'string'字符數組
ret3 = struct.unpack('11s', bin_buf3)
print(bin_buf3, '  <====>  ', ret3)

這裏的11s表示buf3爲長度11個字符的數組。同理，也能夠使用「11i」表示11個int類型的數據，還能夠使用「iiiiiiiiiii」表示11i

demo4：將結構體轉化爲bytes

# 結構體 -> 二進制流
# 假設有一個結構體
# struct header {
#   int buf1;
#   double buf2;
#   char buf3[11];
# }
bin_buf_all = struct.pack('id11s', buf1, buf2, bytes(buf3,encoding='ascii'))
ret_all = struct.unpack('id11s', bin_buf_all)
print(bin_buf_all, '  <====>  ', ret_all)

demo5：經常使用方法

# 按照給定的格式化字符串，把數據封裝成字符串(其實是相似於c結構體的字節流)
string = struct.pack(fmt, v1, v2, ...)

# 按照給定的格式(fmt)解析字節流string，返回解析出來的tuple
tuple = unpack(fmt, string)

# 計算給定的格式(fmt)佔用多少字節的內存
offset = calcsize(fmt)

手冊

格式化字符串的存儲部分

從表中能夠發現以下規律：

• 整數類型b、h、i、q分別表示1個字節、2個字節、4個字節、8個字節，對應的大寫字母表示無符號整數
• f、d表示float和double
• c表示字符、s表示字符串，須要注意：struct模塊並不能直接將str類型轉爲bytes，當format爲c和s時，對象須要是byte類型或者bytes類型

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

格式化字符串的控制部分

• @表示默認，一切以本地爲主
• =表示對象的大小使用標準大小
• <、>表示小頭序和大頭序
• ！永遠不會用到，能夠忽略

Character	Byte order	Size and alignment
@	native	native 湊夠4個字節
=	native	standard 按原字節數
<	little-endian	standard 按原字節數
>	big-endian	standard 按原字節數
!	network (= big-endian)	standard 按原字節數

#參考資料 [monitor1379](http://www.jianshu.com/p/5a985f29fa81)