简介

struct模块常常用在网络编程中，

将要发送的数据转换成字节流形式使用函数struct.pack()；
将收到的字节流解析成具体数据使用函数struct.unpack()；
计算格式字符串的长度使用函数struct.calcsize()；

它们是struct模块中最常使用的函数，其函数声明为：

pack(fmt, v1, v2, ...) ------ 根据所给的fmt描述的格式将值v1，v2，…转换为一个字符串。
unpack(fmt, bytes) ------ 根据所给的fmt描述的格式将bytes反向解析出来，返回一个元组。
calcsize(fmt) ------ 根据所给的fmt描述的格式返回该结构的大小。

重点

可以发现，这三个函数中都有一个fmt的格式字符串，下面给出的是格式字符串中字符的实际含义：

网络发送数据时，有字节序的问题，它的字符含义如下：

以一个简单的网络CS程序为例，服务器程序等待客户端的连接，连接成功后，接收客户端发送的信息并输出；客户端程序连接服务器程序，然后等待输入并发送给服务器程序。

网络编程中，发送端会先发送一个包头，再发送具体的包体(实际发送数据)。包头的意义在于标识出包体数据的长度，包头的长度是固定的，事先预定好的。接收端会先接收的固定长度的包头，再根据包头中标识包体长度的字段来决定接收多少包体数据。例如，包头的结构如下：

struct msg_header
{unsigned short unused1; // 暂未使用unsigned int msgBodyLen; // 包体长度unsigned long long unuse2; // 暂未使用
}

msg_header对应的fmt为'HIL'，根据上面表中信息不难看懂其中的对应关系。
这里没有使用字节序对应的字符。只要客户端与服务端对应即可，如果客户端使用小端字节序，服务端也需要使用小端字节序；如果客户端使用大端字节序，服务端也必须使用大端字节序。

客户端发送数据的代码片段如下：

client_sock = socket.socket()
...
send_msg = input()
msg_header_fmt = 'HIL' # 包头的格式，与msg_header中字段一一对应
msg_header_data = struct.pack(msg_header_fmt, 0, len(send_msg), 0) # 包头中只有到msgBody字段
client_sock.sendall(msg_header_data)
msg_body_data = send_msg.encode() # send_msg类型为str，发送时需要使用encode()转换成二进制数据
client_sock.sendall(msg_body_data)

客户端发送数据时先发送包头再发送包体，当然也可以包头包体一起发送：

send_msg = input('input:')
msg_fmt = 'HIL{}s'.format(len(send_msg))  # 包头包体的格式
msg_data = struct.pack(msg_fmt, 0, len(send_msg), 0, send_msg.encode()) # 包头中只用到msgBody字段
self.sock .sendall(msg_data)

msg_fmt = 'HIL{}s'.format(len(send_msg))会根据发送数据的长度生成对应的fmt，例如发送的数据为'hello world'，msg_fmt 等于就'HIL11s'，也就表示包头后面跟着长度为11个字节的包体。

服务端接收数据的代码片段如下：

def recv_some(client_sock, data_len)):...msg_header_format = 'HIL'
msg_header_len = struct.calcsize(msg_header_format) # 包头长度# 接收包头收据
recv_suc, msg_header_data = recv_some(client_sock, msg_header_len)
if not recv_suc:break# 获取包体长度(只取包体长度字段) 注意strcut.unpack()返回的是一个tuple
_, msg_body_len, _  = struct.unpack(msg_header_format, msg_header_data)# 接收包体数据
recv_suc, msg_body_data = recv_some(client_sock, msg_body_len)
if not recv_suc:break# msg_body_data为二进制数据，需要使用decode()进行装换
print('recv msg: {}'.format(msg_body_data.decode()))

示例

客户端代码为：

import socket
import structclass TestClient:def __init__(self, ip_addr, port):self.ip_addr = ip_addrself.port = portself.sock = socket.socket()def start(self):print('connect to {}:{}'.format(self.ip_addr, self.port))self.sock.connect((self.ip_addr, self.port))print('connect OK')while True:send_msg = input('input:')msg_header_fmt = 'HIL'  # 包头的格式，与msg_header中字段一一对应msg_header_data = struct.pack(msg_header_fmt, 0, len(send_msg), 0) # 包头中只有到msgBody字段msg_body_data = send_msg.encode()self.sock .sendall(msg_header_data + msg_body_data)if __name__ == '__main__':one_client = TestClient('127.0.0.1', 10088)one_client.start()

服务端代码为：

import socket
import structdef recv_some(client_sock, data_len):recv_data = b''remain_len = data_lenwhile True:try:cur_data = client_sock.recv(remain_len)except ConnectionResetError as error:return False, recv_datarecv_data += cur_dataremain_len -= len(cur_data)if remain_len == 0:breakreturn True, recv_dataclass TestServer:def __init__(self, ip_addr, port):self.ip_addr = ip_addrself.port = portself.sock = socket.socket()def start(self):self.sock.bind((self.ip_addr, self.port))self.sock.listen(5)print('server listen on {}:{}'.format(self.ip_addr, self.port))client_sock, client_info = self.sock.accept()print('recv connection from {}'.format(client_info))msg_header_format = 'HIL'msg_header_len = struct.calcsize(msg_header_format)while True:# 接收包头recv_suc, msg_header_data = recv_some(client_sock, msg_header_len)if not recv_suc:break# 获取包体长度_, msg_body_len, _  = struct.unpack(msg_header_format, msg_header_data)# 接收包体数据recv_suc, msg_body_data = recv_some(client_sock, msg_body_len)if not recv_suc:breakprint('recv msg: {}'.format(msg_body_data.decode()))if __name__ == '__main__':one_server = TestServer('127.0.0.1', 10088)one_server.start()

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