怎麼使用Python讀寫二進位文件

1. 簡介

Python 讀寫檔案的二進位資料需要使用到struct模組，進行C/C 與Python資料格式的轉換。

2.struct模組介紹

struct模組中最常用的函式為pack和unpack，用法如下：

函數	return	explain
pack(fmt,v1,v2…)	string	#依照給定的格式(fmt),把資料轉換成字串(位元組流),並將該字串傳回.
pack_into(fmt,buffer,offset, v1,v2…)	None	按照給定的格式(fmt),將資料轉換成字串(位元組流),並將位元組流寫入以offset開始的buffer中.(buffer為可寫的緩衝區,可用array模組)
unpack(fmt,v1,v2……)	#tuple	依照給定的格式(fmt)解析位元組流,並傳回解析結果
pack_from(fmt,buffer,offset)	tuple

#計算給定的格式(fmt)佔用多少位元組的內存，注意對齊方式FormatC TypePython typeStandard size#xpad byteno 值#ccharstring of length1#bsigned charinteger1Bunsigned char#integer1?_Boolbool1#hH##2iintinteger4#I##unsigned int#long##4Lunsigned longinteger#4qlong longinteger8Qunsigned long longinteger# 8ffloat##d#double8

依照給定的格式(fmt)解析以offset開始的緩衝區,並傳回解析結果		#calcsize(fmt)	size of fmt
	#3. struct模組中資料格式fmt對應C/C 和Python中的類型
##short	integer	2
unsigned short	integer
integer	4		l
integer
			float
4			float
	#s	char[]	#string

p

char[]

#string

P

void *

integer

###4. 實例## ####注意：程式碼中，<表示小端，>表示大端###

import struct

# 打开文件
with open("binary_file.bin", "wb") as f:

    # 写入4个字节的整数（值为12345）
    int_value = 12345
    f.write(struct.pack("<i", int_value))

    # 写入8个字节的双精度浮点数（值为3.14159）
    double_value = 3.14159
    f.write(struct.pack("<d", double_value))

    # 写入一个字节的布尔值（值为True）
    bool_value = True
    f.write(struct.pack("<?", bool_value))

    # 写入一个定长字符串（10个字符，值为"hello"）
    string_value = "hello".encode("utf-8")
    f.write(struct.pack("<5s", string_value))

    # 写入一个定长字节数组（20个字节，值为b"\x01\x02\x03...\x14"）
    byte_array_value = bytes(range(1, 21))
    f.write(struct.pack("<20s", byte_array_value))

    f.close()

# 打开文件
with open("binary_file.bin", "rb") as f:

    # 读取4个字节，解析成一个整数
    int_value = struct.unpack("<i", f.read(4))[0]
    
    # 读取8个字节，解析成一个双精度浮点数
    double_value = struct.unpack("<d", f.read(8))[0]

    # 读取一个字节，解析成一个布尔值
    bool_value = struct.unpack("<?", f.read(1))[0]

    # 读取一个字符串，解析成一个定长字符串（10个字符）
    string_value = struct.unpack("<5s", f.read(5))[0].decode("utf-8")

    # 读取一个字节数组，解析成一个定长字节数组（20个字节）
    byte_array_value = struct.unpack("<20s", f.read(20))[0]

    # 打印结果
    print(f"int_value: {int_value}")
    print(f"double_value: {double_value}")
    print(f"bool_value: {bool_value}")
    print(f"string_value: {string_value}")
    print(f"byte_array_value: {byte_array_value}")

    f.close()

###5. Python 字串前面加u,r,b,f的意思######5.1 . 字串前加u######後面字串以Unicode格式進行編碼，一般用在中文字串前面，防止因為原始碼儲存格式問題，導致再次使用時出現亂碼。 ###

str= u'hello'

###5.2. 字串前加上r######去掉反斜線的轉移機制。 （特殊字元：即那些，反斜線加上對應字母，表示對應的特殊含義的，例如最常見的”\n”表示換行，”\t”表示Tab等。）###

str= r'hello\n\t\n'

###5.3 . 字串前加b######表示字串是bytes 類型。 ###

bytes = b'hello'

###在Python3 中，bytes 和str 的互相轉換方式是###

str.encode(‘utf-8')
bytes.decode(‘utf-8')

###5.4. 字串前加f######以f 開頭表示在字串內支援大括號內的python 表達式,字串拼接###

name = 'Lily'
print(f'My name is {name}.')

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