Python 结构体函数struct.pack, struct.unpack用法详解

1. 引言

在编程中，我们经常需要对结构化的数据进行序列化和反序列化操作，即将数据转换为二进制流或者将二进制流转换为数据。Python 提供了 struct 模块来处理这种转换操作。本文将详细介绍 struct.pack 和 struct.unpack 函数的用法，并给出示例代码及运行结果。

2. struct 模块概述

struct 模块是 Python 内置的一个用于处理 C 语言结构体、联合体和其他复杂数据类型的模块。它提供了一系列函数来完成结构体对象和字节流之间的相互转换。

常用的几个函数包括：

struct.pack(format, v1, v2, ...)：根据给定的格式字符串 format，将多个参数按照指定的格式转换为二进制流。
struct.unpack(format, buffer)：根据给定的格式字符串 format，从二进制流 buffer 中解析出多个参数。

3. struct.pack 函数的用法

struct.pack(format, v1, v2, ...) 函数的作用是将多个数据按照指定的格式转换为二进制流。

3.1 格式字符串

在使用 struct.pack 函数时，需要提供一个格式字符串作为参数，用于指定数据的类型和顺序。不同的数据类型对应不同的格式字符。下表列举了常用的格式字符及其对应的数据类型：

格式字符	数据类型	数据大小（字节）
`b`	有符号字节	1
`B`	无符号字节	1
`h`	有符号短整型	2
`H`	无符号短整型	2
`i`	有符号整型	4
`I`	无符号整型	4
`l`	有符号长整型	4
`L`	无符号长整型	4
`f`	单精度浮点数	4
`d`	双精度浮点数	8
`s`	字符串	不定长（需指定长度）

3.2 示例代码

以下是一个使用 struct.pack 函数将多个参数转换为二进制流的示例代码：

import struct

# 假设要将一个整型数和一个浮点数转换为二进制流
num = 42
flt = 3.14

# 使用格式字符串 'if'，分别对应整型和浮点数
data = struct.pack('if', num, flt)

# 打印转换后的二进制流
print(data)

3.3 运行结果

示例代码输出的结果是二进制流的字符串表示，如下所示：

b'*\x00\x00\x00\xb8ffff'

4. struct.unpack 函数的用法

struct.unpack(format, buffer) 函数的作用是从二进制流中解析出多个参数。

4.1 格式字符串

struct.unpack 函数使用的格式字符串与 struct.pack 一样，用于指定将要解析的数据的类型和顺序。

4.2 示例代码

以下是一个使用 struct.unpack 函数从二进制流中解析多个参数的示例代码：

import struct

# 假设有一个二进制流的字符串表示
data = b'*\x00\x00\x00\xb8ffff'

# 使用格式字符串 'if'，对应之前的整型和浮点数
num, flt = struct.unpack('if', data)

# 打印解析出的数据
print(num)  # 输出：42
print(flt)  # 输出：3.14