4. 二进制数据处理库

二进制处理库主要是针对二进制数据的操作和使用，也有介绍一些特定的操作，比如像文件格式和网络协议。
在前面也介绍了文本处理库，其实有一部分功能也是能处理二进制数据的，比如正则表达式re，或者是difflib比较库对数据进行处理。此外，在python内部也提供了bytes/bytearray/memoryview等数据类型进行操作。

4.1 struct--二进制数据打包和解包

本模块主要对python的数值与C结构表示为python的bytes对象之间进行转换。通过此模块可以处理以二进制保存在文件里的数据，也可以处理网络连接之间相互传送的数据，或者其它来源的二进制数据。此模拟主要通过格式化字符串方式来描述C结构的保存格式，然后根据这个格式来读取或保存python内部表示的数据类型。
在模块struct里，很多函数都需要使用一个缓冲区参数，因而此缓冲区参数应实现buffer协议，并且提供读或者读写的功能。大多数情况下使用bytes和bytearray都可以满足要求，不过其它类型也有实现buffer协议，基本上都是可以查看的功能。

4.1.1 函数和异常

本模块定义下面异常和函数功能：
exception struct.error
定义struct操作出错异常原因，struct.error是返回一个字符串描述出错原因。
例子：
#python 3.4.3
import struct
 
b = 0
 
try:
    print('测试')
    struct.pack('a', b)
except struct.error as error:
    print('异常出错提示：', error)
结果输出如下：
测试
异常出错提示： bad char in struct format
 
struct.pack(fmt, v1, v2, ...) 
把参数v1、v2按格式fmt格式化填充到缓冲区，返回一个bytes对象。参数的个数和类型要与格式化字符串一致。
例子：
#python 3.4.3
import struct
 
print(struct.pack('hhl', 1, 2, 3))
结果输出如下：
b'\x01\x00\x02\x00\x03\x00\x00\x00'
 
struct.pack_into(fmt, buffer, offset, v1, v2, ...) 
把参数v1，v2按格式fmt打包，并写入缓冲区对象buffer的开始位置offset处。注意位置参数offset一定要提供。
例子：
#python 3.4.3
import struct
 
buf = bytearray(10)
print(struct.pack_into('hhl', buf, 0, 1, 2, 3))
print(buf)
结果输出如下：
None
bytearray(b'\x01\x00\x02\x00\x03\x00\x00\x00\x00\x00')
 
struct.unpack(fmt, buffer) 
从一个缓冲区bytes对象buffer按格式化字符串进行解包，把解包出来的相应字段生成一个元组返回。缓冲区的大小应满足len(bytes)等于calcsize(fmt)大小。否则会抛出异常错误。
例子：
#python 3.4.3
import struct
 
buf = struct.pack('hhl', 1, 2, 3)
print(buf)
 
print(struct.unpack('hhl', buf))
结果输出如下：
b'\x01\x00\x02\x00\x03\x00\x00\x00'
(1, 2, 3)
 
struct.unpack_from(fmt, buffer, offset=0) 
从缓冲区buffer的指定位置offset，按格式fmt进行解包，把结果放到元组里。要求buffer[offset:]的大小至少大于calcsize(fmt)的大小。
例子：
#python 3.4.3
import struct
 
buf = bytearray(10)
struct.pack_into('hhl', buf, 0, 1, 2, 3)
print(buf)
 
tmp = struct.unpack_from('hhl', buf, 0)
print(tmp)
结果输出如下：
bytearray(b'\x01\x00\x02\x00\x03\x00\x00\x00\x00\x00')
(1, 2, 3)
 
struct.iter_unpack(fmt, buffer)
迭代地按格式fmt来解包缓冲区buffer，要求buffer的长度刚好是格式fmt的整数倍大小，否则抛出异常。与unpack()多次调用比较主要是提高解包的速度。
例子：
#python 3.4.3
import struct
 
buf = bytearray(20)
struct.pack_into('hhl', buf, 0, 1, 2, 3)
struct.pack_into('hhl', buf, 8, 4, 5, 6)
print(buf)
 
btBuf = bytes(buf[0:16])
for tmp in struct.iter_unpack('hhl', btBuf):
    print(tmp)
结果输出如下：
bytearray(b'\x01\x00\x02\x00\x03\x00\x00\x00\x04\x00\x05\x00\x06\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00')
(1, 2, 3)
(4, 5, 6)
 
struct.calcsize(fmt) 
计算给出格式字符串fmt来计算需要缓冲区的大小。
例子：
#python 3.4.3
import struct
 
print('hhl:', struct.calcsize('hhl'))
print('hhh:', struct.calcsize('hhh'))
结果输出如下：
hhl: 8
hhh: 6

蔡军生 QQ:9073204 深圳