Python struct（字节流，组包拆包实现）模块

布满荆棘的人生 2024-03-30 09:39 63阅读 0赞

看到struct这么英文单词，大家应该并不陌生，因为c/c++中就有struct，在那里struct叫做结构体。在Python中也使用struct，这充分说明了这个struct应该和c/c++中的struct有很深的渊源。Python正是使用struct模块执行Python值和[C结构体][C]之间的转换，从而形成Python字节对象。它使用格式字符串作为底层C结构体的紧凑描述，进而根据这个格式字符串转换成Python值。

我们知道python只定义了6种数据类型，字符串，整数，浮点数，列表，元组，字典。但是C语言中有些字节型的变量，在python中该如何实现呢？这点颇为重要，特别是要在网络上进行数据传输的话。

python提供了一个struct模块来提供转换。下面就介绍这个模块中的几个方法。

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。

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][Link 1]，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) \#转换成字节流，虽然还是字符串，但是可以在网络上传输

> > > print len(str) \#ii 表示两个int

8 \#可以看到长度为8个字节，正好是两个int型数据的长度

> > > print str

#二进制是乱码

*  1

> > > print [repr][](str)

‘\\x14\\x00\\x00\\x00\\x90\\x01\\x00\\x00’ \#其中十六进制的 0x00000014, 0x00001009分别表示20和400

由此我们就可以任意的进行组包了，比如下面一个打包的例子，只介绍其中的pack

format = “!HH%ds” % len(data)

buffer = struct.pack(format,opcode,blocknumber,data)

我们要对一个数据进行打包，加上一些个包头，我们根据下面的格式符信息，知道H是unsigned short是2个字节，而s是char型。所以这个buffer就是2个字节的opcode，2个字节的blocknumber，和len长的char。

Python模块——struct（字节流，组包拆包实现）

struct.unpack():

我们接着上面的例子运行：

> > > a1,a2=struct.unpack(‘ii’,str)

> > > print ‘a1’,a1

a1 20

> > > print ‘a2=’,a2

a2= 400

可以看到 “ii”以四个字节为分界，把8个字节的str分成了两个int型的整数。

struct.calcsize():用来计算特定格式的输出的大小，是几个字节，比如：

> > > struct.calcsize(‘HH4s’)

> > > struct.calcsize(‘ii’)

> > > format=‘!HH%ds’ % len(‘hello python’)

> > > struct.calcsize(format)

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