Python模块--struct 数据格式转换

Python是
一门非常简洁的语言，对于数据类型的表示，不像其他语言预定义了许多类型（如：在C#中，光整型就定义了8种），它只定义了六种基本类型：字符串，整数，
浮点数，元组，列表，字典。通过这六种数据类型，我们可以完成大部分工作。但当Python需要通过网络与其他的平台进行交互的时候，必须考虑到将这些数
据类型与其他平台或语言之间的类型进行互相转换问题。打个比方：C++写的客户端发送一个int型(4字节)变量的数据到
Python写的服务器，Python接收到表示这个整数的4个字节数据，怎么解析成Python认识的整数呢？
Python的标准模块struct就用来解决这个问题。

　　struct模块的内容不多，也不是太难，下面对其中最常用的方法进行介绍：

 struct.pack

　　struct.pack用于将Python的值根据格式符，转换为字符串（因为Python中没有字节(Byte)类型，可以把这里的字符串理
解为字节流，或字节数组）。其函数原型为：struct.pack(fmt, v1, v2, ...)，参数fmt是格式字符串，关于格式字符串的相关信息在下面有所介绍。v1,
v2, ...表示要转换的python值。下面的例子将两个整数转换为字符串（字节流）:

 

 
import
 struct  

  

a = 20
  

b = 400
  

  

str = struct.pack("ii"
, a, b)  
#转换后的str虽然是字符串类型，但相当于其他语言中的字节流（字节数组），可以在网络上传输
  

print
 
'length:'
, len(str)  

print
 str  

print
 repr(str)  

  

#---- result
  

#length: 8
  

#    ----这里是乱码
  

 

#'/x14/x00/x00/x00/x90/x01/x00/x00'
  

import struct
a = 20
b = 400
str = struct.pack("ii", a, b)
#转换后的str虽然是字符串类型，但相当于其他语言中的字节流（字节数组），可以在网络上传输
print 'length:', len(str)
print str
print repr(str)
#---- result
#length: 8
#    ----这里是乱码
#'/x14/x00/x00/x00/x90/x01/x00/x00'

 

格式符"i"表示转换为int，'ii'表示有两个int变量。进行转换后的结果长度为8个字节（int类型占用4个字节，两个int为8个字
节），可以看到输出的结果是乱码，因为结果是二进制数据，所以显示为乱码。可以使用python的内置函数repr来获取可识别的字符串，其中十六进制的
0x00000014, 0x00001009分别表示20和400。

struct.unpack

　　struct.unpack做的工作刚好与
struct.pack相反，用于将字节流转换成python数据类型。它的函数原型为：struct.unpack(fmt,
string)，该函数返回一个元组
。 下面是一个简单的例子：

 
str = struct.pack(
"ii"
, 
20
, 
400
)  

a1, a2 = struct.unpack("ii"
, str)  

print
 
'a1:'
, a1  

print
 
'a2:'
, a2  

  

#---- result:
  

#a1: 20
  

#a2: 400
  

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

 

struct.calcsize

　　struct.calcsize用于计算格式字符串所对应的结果的长度，如：struct.calcsize('ii')，返回8。因为
两个int类型所占用的长度是8个字节。

struct.pack_into, struct.unpack_from

 　　这两个函数在Python手册中有所介绍，但没有给出如何使用的例子。其实
它们在实际应用中用的并不多。Google了很久，才找到一个例子，贴出来共享一下：

 

 
import
 struct  

from
 ctypes 
import
 create_string_buffer  

  

buf = create_string_buffer(12
)  

print
 repr(buf.raw)  

  

struct.pack_into("iii"
, buf, 
0
, 
1
, 
2
, -
1
)  

print
 repr(buf.raw)  

  

print
 struct.unpack_from(
'iii'
, buf, 
0
)  

  

#---- result
  

#'/x00/x00/x00/x00/x00/x00/x00/x00/x00/x00/x00/x00'
  

#'/x01/x00/x00/x00/x02/x00/x00/x00/xff/xff/xff/xff'
  

 

#(1, 2, -1)
  

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

 

关于格式字符串

　　在Python手册中，给出了C语言中常用类型与Python类型对应的格式
符：

 

格式符	C语言类型	Python类型	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

具体内容请参考Python手册 struct 模块