python 使用 struct 把数据变成字节流

1 struct 的作用:

可以将数据按照指定的格式转成字节流,

2 struct 里面的函数

2.1 struct.pack(format, v1, v2, ...):

返回一个包含值v1、v2、 ... 根据格式字符串format打包的字节对象。参数必须与格式所需的值完全匹配。

2.2 struct.pack_into(format, buffer, offset, v1, v2, ...):

根据格式字符串format打包值v1 , v2 , ...并将打包的字节写入从位置offset开始的可写缓冲区缓冲区。请注意，偏移量是必需的参数。

2.3 struct.unpack(format, buffer):

根据格式字符串format从缓冲缓冲区（大概是由打包）解包。结果是一个元组，即使它只包含一个项目。缓冲区的字节大小必须与格式要求的大小相匹配，如.pack(format, ...)calcsize()

2.4 struct.unpack_from(format, /, buffer, offset=0):

根据格式字符串format，从位置offset开始从缓冲区解包。结果是一个元组，即使它只包含一个项目。从位置offset开始的缓冲区大小（以字节为单位）必须至少是格式所需的大小，如所反映的那样。calcsize()

2.5 struct.iter_unpack(format, buffer):

根据格式字符串format从缓冲区缓冲区中迭代解包。此函数返回一个迭代器，它将从缓冲区读取相同大小的块，直到其所有内容都已被消耗。缓冲区的字节大小必须是格式所需大小的倍数，如所反映的。calcsize()

2.6 struct.calcsize(format):

返回与格式字符串format对应的结构体（以及由此产生的字节对象）的大小。pack(format, ...) 这个是3.4之后的新功能,注意format 不能随意输入

字节顺序、大小和对齐方式

默认情况下，C 类型以机器的本机格式和字节顺序表示，并在必要时通过跳过填充字节来正确对齐（根据 C 编译器使用的规则）。

或者，可以使用格式字符串的第一个字符来指示打包数据的字节顺序、大小和对齐方式，如下表所示：

Character	Byte order	Size	Alignment
`@`	native	native	native
`=`	native	standard	none
`<`	little-endian	standard	none
`>`	big-endian	standard	none
`!`	network (= big-endian)	standard	none

格式化字符

格式字符有以下含义；考虑到它们的类型，C 和 Python 值之间的转换应该是显而易见的。'Standard size'列是指使用标准大小时打包值的大小（以字节为单位）；也就是说，当格式字符串中的一个开始'<'，'>'，'!'或 '='。使用本机大小时，打包值的大小取决于平台。

Format	C Type	Python type	Standard size	Notes
`x`	pad byte	no value
`c`	`char`	bytes of length 1	1
`b`	`signed char`	integer	1	(1), (2)
`B`	`unsigned char`	integer	1	(2)
`?`	`_Bool`	bool	1	(1)
`h`	`short`	integer	2	(2)
`H`	`unsigned short`	integer	2	(2)
`i`	`int`	integer	4	(2)
`I`	`unsigned int`	integer	4	(2)
`l`	`long`	integer	4	(2)
`L`	`unsigned long`	integer	4	(2)
`q`	`long long`	integer	8	(2)
`Q`	`unsigned long long`	integer	8	(2)
`n`	`ssize_t`	integer		(3)
`N`	`size_t`	integer		(3)
`e`	(6)	float	2	(4)
`f`	`float`	float	4	(4)
`d`	`double`	float	8	(4)
`s`	`char[]`	bytes
`p`	`char[]`	bytes
`P`	`void *`	integer		(5)

在 3.3 版更改:添加了对'n'和'N'格式的支持。

在 3.6 版更改:添加了对'e'格式的支持。

Notes：

的'?'转换码对应于_Bool由C99定义的类型。如果此类型不可用，则使用char. 在标准模式下，它总是用一个字节表示。
当尝试使用任何整数转换代码打包非整数时，如果非整数有一个__index__()方法，则在打包之前调用该方法将参数转换为整数。

在 3.2 版更改:添加了__index__()对非整数方法的使用。
的'n'和'N'转换码只适用于本机的大小（选择为默认或与'@'字节顺序字符）。对于标准大小，您可以使用适合您的应用程序的任何其他整数格式。
对于'f'，'d'和'e'转换码，填充表示使用IEEE 754 binary32，binary64或binary16格式（ 'f'，'d'或'e'分别地），而不管由所述平台中使用的浮点格式的。
该'P'格式字符仅适用于本地字节顺序（选择为默认或与'@'字节顺序字符）。字节顺序字符'='根据主机系统选择使用小端或大端排序。struct 模块不会将此解释为本机排序，因此'P'格式不可用。
IEEE 754 binary16“半精度”类型是在IEEE 754 标准的 2008 年修订版中引入的。它有一个符号位、一个 5 位指数和 11 位精度（显式存储 10 位），并且可以表示近似精度6.1e-05和6.5e+04全精度之间的数字。C 编译器并不广泛支持这种类型：在典型机器上，无符号短整型可用于存储，但不能用于数学运算。有关更多信息，请参阅有关半精度浮点格式的维基百科页面。

以上内容参考python 官网教程地址链接

基本知识了解完之后开始使用,

demo 说明struct 的使用

demo1 将数字3转成1个字节流

从上面的字符表格中可以看到转成1个字节流的是B 和b

import struct# 把3转成1个字节
num_a = struct.pack("B", 3)
print(num_a)
print(struct.pack("b", 3))
# 将字符流解包
num_b = struct.unpack("B", num_a)
print(num_b)

运行打印的结果如下:

demo2 将数字3转成2个字节流

从上面的字符表格中可以看到转成1个字节流的是H和h

import struct# 把3转成1个字节
num_a = struct.pack("H", 3)
print(num_a)
print(struct.pack("h", 3))
# 将字符流解包
num_b = struct.unpack("H", num_a)
print(num_b)

打印结果如下:

demo3 多个数据转字节流

import struct# 把3转成1个字节,100转成2个字节
num_a = struct.pack("BH", 3, 100)
print(num_a)
# 将字符流解包
num_b = struct.unpack("BH", num_a)
print(num_b)
# 查看BH组合占多个字节
print(struct.calcsize('BH'))

打印结果如下:

--------------------------------待思考问题-----------------------------

多个字节组合在一起,字节感觉变的没有规律了,比如1和字节和2个字节组合在一起是4个字节, 目前不知道为啥?

比如

print(struct.pack("BH", 2, 3))
print(struct.calcsize("BH"))

打印结果：

这个时候4个字节

修改一下

print(struct.pack("HB", 2, 3))
print(struct.calcsize("HB"))

打印结果：

这个时候3个字节，

我是被这个弄晕了，不知道为啥。