Python의 pack 및 unpack 사용법 소개

파일에 액세스하거나 소켓 작업을 수행할 때와 같이 바이너리 데이터를 처리하기 위해 Python을 사용해야 하는 경우가 있습니다. 이때 Python의 구조체 모듈을 사용하여 C 언어에서 구조체를 처리할 수 있습니다.

struct 모듈에서 가장 중요한 세 가지 함수는 pack(), unpack(), calcsize()입니다.

pack(fmt, v1, v2, ...)는 주어진 형식(fmt)에 따라 데이터를 string (실제로는 C 구조와 유사한 바이트 스트림입니다)

unpack(fmt, string) 주어진 형식(fmt)에 따라 바이트 스트림 문자열을 구문 분석하고 구문 분석된 튜플을 반환합니다.

calcsize(fmt) 주어진 개수를 계산합니다. 바이트의 메모리가 포맷(fmt)을 차지합니까? 구조체에서 지원되는 형식은 다음과 같습니다.

Format C 유형 Python 바이트 수

x 패드 바이트 값 없음 1

c char 문자열 길이 1 1

b signed char 정수 1

B unsigned char 정수 1

? _Bool bool 1

h short 정수 2

H unsigned short 정수 2

i int 정수 4

I unsigned int 정수 또는 long 4

l long 정수 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[] 문자열 1

p char[] 문자열 1

P void * long

Note 1.q와 Q는 기기가 64비트 작업을 지원할 때만 유용합니다

Note 2. 각 형식 앞에 숫자를 나타내는 숫자가 있을 수 있습니다

Note 3.s 형식 특정 길이의 문자열을 나타냅니다. 4s는 길이 4의 문자열을 나타내지만 p는 파스칼 문자열을 나타냅니다

참고 4. P는 포인터를 변환하는 데 사용되며 그 길이는 기계어 길이와 관련됩니다

참고 5. 마지막 하나는 4바이트를 차지하는 포인터 유형을 나타내는 데 사용됩니다.

C의 구조와 데이터를 교환하려면 일부 C 또는 C++ 컴파일러가 일반적으로 4바이트 단위로 바이트 정렬을 사용한다는 점을 고려해야 합니다. 32비트 시스템 , 따라서 구조체는 로컬 머신 바이트 순서에 따라 변환됩니다. 형식의 첫 번째 문자를 사용하여 정렬을 변경할 수 있습니다. 정의는 다음과 같습니다.

문자 바이트 순서 크기 및 정렬

@ 네이티브 네이티브 구성 4 바이트

= 원래 바이트 수에 따른 기본 표준

< 원래 바이트 수에 따른 리틀 엔디안 표준

> 원래 바이트 수에 따른 빅 엔디안 표준

! endian)

standard Press 원래 바이트 수

는 '@5s6sif'와 마찬가지로 fmt의 첫 번째 위치에 사용됩니다.

예1:

구조는 다음과 같습니다.

struct Header
{
    unsigned short id;
    char[4] tag;
    unsigned int version;
    unsigned int count;
}

위의 구조 데이터를 통해 받았습니다. 소켓.recv는 문자열 s에 존재합니다. 이제 이를 구문 분석해야 하며 unpack() 함수를 사용할 수 있습니다.

import struct
id, tag, version, count = struct.unpack("!H4s2I", s)

위 형식 문자열에서 !는 구문 분석에 네트워크 바이트 순서를 사용한다는 의미입니다. 우리의 데이터는 네트워크에서 수신된 것이며 네트워크를 통해 전송될 때 네트워크 바이트 순서입니다. 다음 H는 부호 없는 짧은 ID를 나타내고, 4s는 4바이트 길이의 문자열을 나타내고, 2I는 두 개의 부호 없는 int 유형 데이터를 나타냅니다.

압축 해제를 통해 이제 정보가 id, 태그, 버전 및 개수로 저장되었습니다.

마찬가지로 로컬 데이터를 구조체 형식으로 압축하는 것도 매우 편리합니다.

ss = struct.pack("!H4s2I", id, tag, version, count);

pack 함수는 id, 태그, 버전을 넣습니다. 및 count는 지정된 형식에 따라 Header 구조로 변환됩니다. ss는 이제 문자열입니다(실제로는 c 구조와 유사한 바이트 스트림). 이 문자열은 go out을 통해 전송될 수 있습니다.

예제 2:

import struct
a=12.34
#将a变为二进制
bytes=struct.pack('i',a)

이때 bytes는 문자열 문자열이고, 그 문자열은 바이트 단위의 바이너리 저장 내용과 동일합니다.

그런 다음 반대 작업을 수행하고 기존 바이너리 데이터 바이트(실제로는 문자열)를 Python 데이터 유형으로 변환합니다.

#unpack이 튜플을 반환한다는 점에 유의하세요!!

a,=struct.unpack('i',bytes)

여러 개로 구성되는 경우 다음으로 구성됩니다.

a='hello'
b='world!'
c=2
d=45.123
bytes=struct.pack('5s6sif',a,b,c,d)

이때 바이트는 바이너리 형식의 데이터이고, binfile.write(bytes)

와 같은 파일에 직접 쓸 수 있습니다. 그런 다음 필요할 때 읽을 수 있습니다. bytes=binfile .read()

그런 다음 struct.unpack()을 통해 Python 변수로 디코딩됩니다.

a,b,c,d=struct.unpack('5s6sif',bytes)

'5s6sif'는 fmt라고 하며 숫자와 문자로 구성된 형식화된 문자열입니다. 5자의 문자열. 2i는 2개의 정수 등을 의미합니다. 다음은 사용 가능한 문자 및 유형입니다. ctype은 Python의 유형에 일대일로 대응할 수 있음을 의미합니다.

참고: 바이너리 파일을 처리할 때 발생하는 문제

바이너리 파일을 처리할 때 다음 방법을 사용해야 합니다.

binfile=open(filepath,'rb')    
#读二进制文件
binfile=open(filepath,'wb')   
#写二进制文件

그래서 binfile=open(filepath,'r') 결과의 차이점은 무엇입니까?

두 가지 차이점이 있습니다:

먼저 'r' 사용시 '0x1A'를 만나면 파일의 끝, 즉 EOF로 간주됩니다. 'rb'를 사용하면 이 문제가 발생하지 않습니다. 즉, 바이너리로 쓰고 텍스트로 읽는 경우 '0X1A'가 있으면 파일의 일부만 읽혀지게 됩니다. 'rb'를 사용하면 파일 끝까지 읽습니다.

두 번째, 문자열 x='abcndef'에 대해 len(x)를 사용하여 길이를 7로 만들 수 있습니다. n을 개행 문자라고 부르는데 실제로는 '0X0A'입니다. 텍스트 모드인 'w'로 쓰면 '0X0A'는 윈도우 플랫폼에서는 자동으로 '0X0D', '0X0A'라는 두 글자로 변경된다. 즉, 실제로 파일 길이는 8이 된다. 'r' 텍스트 모드로 읽으면 자동으로 원래 개행 문자로 변환됩니다. 쓰기 위해 'wb' 바이너리 모드로 변경하면 한 문자는 그대로 유지되며, 읽을 때 그대로 읽혀지게 됩니다. 따라서 텍스트 모드로 쓰고 바이너리 모드로 읽는 경우 이 추가 바이트를 고려해야 합니다. '0X0D'는 캐리지 리턴 문자라고도 합니다. Linux에서는 변경되지 않습니다. 리눅스는 줄바꿈을 표현하기 위해 '0X0A'만을 사용하기 때문입니다.

위 내용은 Python의 pack 및 unpack 사용법 소개의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!