python struct.pack 和struct.upack

### struct.pack 和 struct.unpack 的使用方法及区别 `struct.pack` 和 `struct.unpack` 是 Python `struct` 模块中的两个核心函数，它们分别用于将 Python 数据类型与二进制数据之间进行转换。两者之间的功能是互逆的，适用于底层数据处理、网络通信和文件格式解析等场景。 #### struct.pack 的使用方法 `struct.pack(fmt, v1, v2, ...)` 函数用于将给定的变量按照指定的格式 `fmt` 打包成二进制数据（字节串）。格式字符串 `fmt` 包含格式字符和可选的字节顺序、大小和对齐方式的标识符。例如，`'h'` 表示短整型（2字节），`'i'` 表示整型（4字节），`'B'` 表示无符号字节（1字节）等。格式字符串前可以包含一个字节顺序标识符，如 `'>'` 表示大端模式，`'<'` 表示小端模式。 示例代码如下： ```python import struct # 使用大端模式打包两个整数和两个字节 data = struct.pack(">iiBB", 20, 400, 0x0D, 0x0A) print(data) # 输出: b'\x00\x00\x00\x14\x00\x00\x01\x90\r\n' ``` #### struct.unpack 的使用方法 `struct.unpack(fmt, string)` 函数用于将二进制数据按照指定的格式 `fmt` 解包为 Python 数据类型。该函数返回一个元组，其中包含解包后的数据。格式字符串 `fmt` 必须与打包时使用的格式一致，否则可能导致解包错误或数据不一致。 示例代码如下： ```python import struct # 解包之前打包的数据 unpacked_data = struct.unpack(">iiBB", data) print(unpacked_data) # 输出: (20, 400, 13, 10) ``` #### struct.pack 和 struct.unpack 的区别 `struct.pack` 和 `struct.unpack` 的主要区别在于它们的功能方向不同。`struct.pack` 将 Python 数据转换为二进制数据，而 `struct.unpack` 则将二进制数据还原为 Python 数据。它们通常用于处理需要精确控制字节顺序和大小的场景，例如网络协议数据的编码和解码。 此外，`struct.pack` 和 `struct.unpack` 与字符串的 `encode` 和 `decode` 方法不同。后者用于在文本数据和字节流之间进行转换，而前者用于在二进制数据和 Python 数据类型之间进行转换。这种区别使得 `struct` 模块更适合处理结构化的二进制数据，如 C 语言中的结构体。 #### 格式字符串的规则 格式字符串由格式字符、数量前缀和字节顺序标识符组成。格式字符定义了数据类型，如 `'i'` 表示整型，`'s'` 表示字符串，`'B'` 表示无符号字节等。数量前缀表示重复的次数，例如 `'4s'` 表示长度为 4 的字符串。字节顺序标识符定义了数据的存储方式，如 `'>'` 表示大端模式，`'<'` 表示小端模式。 #### 注意事项 - 格式字符串中的每个格式字符对应一个数据项，数据项的数量必须与格式字符串中定义的数量一致。 - 如果格式字符串中包含字符串类型（如 `'s'`），则需要确保字符串的长度与格式字符串中指定的长度一致。 - `struct.pack` 和 `struct.unpack` 支持的数据类型有限，主要适用于数值类型和固定长度的字符串。 - 字节顺序标识符可以改变数据的存储方式，但默认情况下，`struct` 模块根据本地机器的字节顺序进行转换。 --- ### 示例代码 ```python import struct # 打包数据 data = struct.pack(">iiBB", 20, 400, 0x0D, 0x0A) print(data) # 输出: b'\x00\x00\x00\x14\x00\x00\x01\x90\r\n' # 解包数据 unpacked_data = struct.unpack(">iiBB", data) print(unpacked_data) # 输出: (20, 400, 13, 10) ``` --- ### 相关问题 1. 如何使用 struct 模块处理 C 语言结构体？ 2. 如何在 Python 中使用 struct 模块解析网络协议数据？ 3. struct.pack 和 struct.unpack 如何处理浮点数？ 4. 如何使用 struct 模块处理变长字符串？