Python中的struct模塊介紹

 　　這篇文章主要介紹了Python中的struct模塊,代碼基於Python2.x版本,需要的朋友可以參考下

　　准確地講，Python沒有專門處理字節的數據類型。但由於str既是字符串，又可以表示字節，所以，字節數組=str。而在C語言中，我們可以很方便地用struct、union來處理字節，以及字節和int，float的轉換。

　　在Python中，比方說要把一個32位無符號整數變成字節，也就是4個長度的str，你得配合位運算符這麼寫：

　　?

1 2 3 4 5 6 7 8 >>> n = 10240099 >>> b1 = chr((n & 0xff000000) >> 24) >>> b2 = chr((n & 0xff0000) >> 16) >>> b3 = chr((n & 0xff00) >> 8) >>> b4 = chr(n & 0xff) >>> s = b1 + b2 + b3 + b4 >>> s 'x00x9c@c'

　　非常麻煩。如果換成浮點數就無能為力了。

　　好在Python提供了一個struct模塊來解決str和其他二進制數據類型的轉換。

　　struct的pack函數把任意數據類型變成字符串：

　　?

1 2 3 >>> import struct >>> struct.pack('>I', 10240099) 'x00x9c@c'

　　pack的第一個參數是處理指令，'>I'的意思是：

　　>表示字節順序是big-endian，也就是網絡序，I表示4字節無符號整數。

　　後面的參數個數要和處理指令一致。

　　unpack把str變成相應的數據類型：

　　?

1 2 >>> struct.unpack('>IH', 'xf0xf0xf0xf0x80x80') (4042322160, 32896)

　　根據>IH的說明，後面的str依次變為I：4字節無符號整數和H：2字節無符號整數。

　　所以，盡管Python不適合編寫底層操作字節流的代碼，但在對性能要求不高的地方，利用struct就方便多了。

　　struct模塊定義的數據類型可以參考Python官方文檔：

　　https://docs.python.org/2/library/struct.html#format-characters

　　Windows的位圖文件(.bmp)是一種非常簡單的文件格式，我們來用struct分析一下。

　　首先找一個bmp文件，沒有的話用“畫圖”畫一個。

　　讀入前30個字節來分析：

　　?

1 >>> s = 'x42x4dx38x8cx0ax00x00x00x00x00x36x00x00x00x28x00x00x00x80x02x00x00x68x01x00x00x01 x00x18x00'

　　BMP格式采用小端方式存儲數據，文件頭的結構按順序如下：

　　兩個字節：'BM'表示Windows位圖，'BA'表示OS/2位圖;

　　一個4字節整數：表示位圖大小;

　　一個4字節整數：保留位，始終為0;

　　一個4字節整數：實際圖像的偏移量;

　　一個4字節整數：Header的字節數;

　　一個4字節整數：圖像寬度;

　　一個4字節整數：圖像高度;

　　一個2字節整數：始終為1;

　　一個2字節整數：顏色數。

　　所以，組合起來用unpack讀取：

　　?

1 2 >>> struct.unpack('<ccIIIIIIHH', s) ('B', 'M', 691256, 0, 54, 40, 640, 360, 1, 24)

　　結果顯示，'B'、'M'說明是Windows位圖，位圖大小為640x360，顏色數為24。

　　請編寫一個bmpinfo.py，可以檢查任意文件是否是位圖文件，如果是，打印出圖片大小和顏色數。