python中的struct类型
准确地讲,Python没有专门处理字节的数据类型。但由于str既是字符串,⼜可以表⽰字节,所以,字节数组=str。⽽在C语⾔中,我们可以很⽅便地⽤struct、union来处理字节,以及字节和int,float的转换。
在Python中,⽐⽅说要把⼀个32位⽆符号整数变成字节,也就是4个长度的str,你得配合位运算符这么写:
>>> 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
'\x00\x9c@c'
⾮常⿇烦。如果换成浮点数就⽆能为⼒了。
好在Python提供了⼀个struct模块来解决str和其他⼆进制数据类型的转换。
struct的pack函数把任意数据类型变成字符串:
c语言中struct>>> import struct
>>> struct.pack('>I', 10240099)
'\x00\x9c@c'
pack的第⼀个参数是处理指令,'>I'的意思是:
>表⽰字节顺序是big-endian,也就是⽹络序,I表⽰4字节⽆符号整数。
后⾯的参数个数要和处理指令⼀致。
unpack把str变成相应的数据类型:
>>> struct.unpack('>IH', '\xf0\xf0\xf0\xf0\x80\x80')
(4042322160, 32896)
根据>IH的说明,后⾯的str依次变为I:4字节⽆符号整数和H:2字节⽆符号整数。
所以,尽管Python不适合编写底层操作字节流的代码,但在对性能要求不⾼的地⽅,利⽤struct就⽅便多了。
struct模块定义的数据类型可以参考Python官⽅⽂档:
Windows的位图⽂件(.bmp)是⼀种⾮常简单的⽂件格式,我们来⽤struct分析⼀下。
⾸先⼀个bmp⽂件,没有的话⽤“画图”画⼀个。
读⼊前30个字节来分析:
>>> s = '\x42\x4d\x38\x8c\x0a\x00\x00\x00\x00\x00\x36\x00\x00\x00\x28\x00\x00\x00\x80\x02\x00\x00\x68\x01\x00\x00\x01\x00\x18\x00'
BMP格式采⽤⼩端⽅式存储数据,⽂件头的结构按顺序如下:
两个字节:'BM'表⽰Windows位图,'BA'表⽰OS/2位图; ⼀个4字节整数:表⽰位图⼤⼩; ⼀个4字节整数:保留位,始终为0; ⼀个4字节整数:实际图像的偏移量; ⼀个4字节整数:Header的字节数; ⼀个4字节整数:图像宽度; ⼀个4字节整数:图像⾼度; ⼀个2字节整数:始终为1; ⼀个2字节整数:颜⾊数。
所以,组合起来⽤unpack读取:
>>> struct.unpack('<ccIIIIIIHH', s)
('B', 'M', 691256, 0, 54, 40, 640, 360, 1, 24)
结果显⽰,'B'、'M'说明是Windows位图,位图⼤⼩为640x360,颜⾊数为24。
请编写⼀个bmpinfo.py,可以检查任意⽂件是否是位图⽂件,如果是,打印出图⽚⼤⼩和颜⾊数。
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