struct 是 Python 中的一个内建模块，用于处理 C 语言结构体与 Python 数据类型之间的转换。它允许你将 Python 中的数据打包成二进制格式，或者将二进制数据解包成 Python 数据类型。这在处理二进制数据（如网络通信、文件读写等）时非常有用。
基本用法
打包（Packing）
使用 struct.pack 方法将 Python 数据类型转换为二进制数据。struct.pack 的第一个参数是一个格式字符串，用于指定要打包的数据的类型和顺序；后面的参数是要打包的数据。
格式字符串由多个字符组成，每个字符表示一个数据类型。例如：
c：字符（1 字节）b：有符号字符（1 字节）B：无符号字符（1 字节）h：短整型（2 字节）H：无符号短整型（2 字节）i：整型（4 字节）I：无符号整型（4 字节）f：浮点型（4 字节）d：双精度浮点型（8 字节）
还有一些用于指定字节顺序和字节大小的修饰符，如：
@：原生字节顺序（默认）=：标准字节顺序（默认）<：小端字节顺序（最低有效字节在前）>：大端字节顺序（最高有效字节在前）!：网络字节顺序（大端）s：字符串（前面必须指定长度）p：指针（用于内部表示）x：填充字节（不占用任何存储空间）
示例：
python复制代码
import struct | |
# 将两个整数打包成二进制数据 | |
packed_data = struct.pack('ii', 1, 2) | |
print(packed_data) # 输出：b'\x01\x00\x00\x00\x02\x00\x00\x00' |
解包（Unpacking）
使用 struct.unpack 方法将二进制数据解包成 Python 数据类型。struct.unpack 的第一个参数是格式字符串，后面是要解包的二进制数据（通常是字节对象）。
示例：
python复制代码
import struct | |
# 之前打包的二进制数据 | |
packed_data = b'\x01\x00\x00\x00\x02\x00\x00\x00' | |
# 解包二进制数据 | |
unpacked_data = struct.unpack('ii', packed_data) | |
print(unpacked_data) # 输出：(1, 2) |
计算大小（Calculating Size）
使用 struct.calcsize 方法可以计算格式字符串指定的数据在内存中的大小（以字节为单位）。
示例：
python复制代码
import struct | |
# 计算两个整型数据在内存中的大小 | |
size = struct.calcsize('ii') | |
print(size) # 输出：8 |
示例应用
假设你有一个包含多个整数和浮点数的二进制文件，你可以使用 struct 模块来读取和写入这个文件。
写入二进制文件
python复制代码
import struct | |
# 要写入的数据 | |
data = [(1, 2.5), (3, 4.5), (5, 6.5)] | |
# 打开文件用于二进制写入 | |
with open('data.bin', 'wb') as f: | |
for item in data: | |
# 打包数据并写入文件 | |
packed_item = struct.pack('if', *item) | |
f.write(packed_item) |
读取二进制文件
python复制代码
import struct | |
# 打开文件用于二进制读取 | |
with open('data.bin', 'rb') as f: | |
# 计算每条记录的大小 | |
record_size = struct.calcsize('if') | |
# 读取文件中的所有记录 | |
data = [] | |
while True: | |
# 从文件中读取一条记录 | |
record = f.read(record_size) | |
if not record: | |
break | |
# 解包记录并添加到列表中 | |
unpacked_record = struct.unpack('if', record) | |
data.append(unpacked_record) | |
print(data) # 输出：[(1, 2.5), (3, 4.5), (5, 6.5)] |
struct 模块非常强大，适用于各种需要处理二进制数据的场景。通过掌握它的用法，你可以更有效地处理网络通信、文件读写等任务。