Python字节流打包拆包
Python提供了一个struct模块用于打包拆包
---------------------------------------------------------------------------
该模块的主要的方法：
struct.pack(fmt,v1,v2,.....)
将v1,v2等参数的值进行一层包装，包装的方法由fmt指定。被包装的参数必须严格符合fmt。最后返回一个包装后的字符串。
例如：
>>>import struct
>>>a = 20
>>>b = 200
>>>buff = struct.pack('ii',a,b) #转换成字节流，虽然还是字符串，但是可以用于封包传输
>>>print len(buff)
8 #可以看到长度为8个字节，正好是两个int型数据的长度
>>>print buff
#二进制是乱码
>>>print repr(buff)
'\x14\x00\x00\x00\xc8\x00\x00\x00' #其中十六进制的 0x00000014,0x000000c8分别表示20和200
>>>
struct.unpack(fmt,string)
解包。用pack打包，然后就可以用unpack解包了。返回一个由解包数据(string)得到的一个元组(tuple),即使仅有一个数据也会被解包成 元组。其中len(string) 必须等于 calcsize(fmt)
例如：
>>>struct.unpack('ii',buff)#接上面的例子已有打包好的数据buff
(20,200)
>>>
struct.calcsize(fmt)
这个就是用来计算fmt格式所描述的结构的大小。
例如：
>>>struct.calcsize('ii')
8
>>>
struct.unpack_from(fmt,string,offset)
这个也是用来解包，与struct.unpack(fmt,string)类似，只是从参数string的偏移offset位置开始读
struct.pack_into(fmt,string,offset,v1,v2,.....)
这个也是用来打包，与struct.pack(fmt,v1,v2,.....)类似，只是从参数string的偏移offset位置开始写
---------------------------------------------------------------------------
格式字符串(format string)由一个或多个格式字符(format characters)组成，对于这些格式字符的描述参照Python manual
如下：
| Format | C Type | Python | Notes |
|---|---|---|---|
| x | pad byte | no value | |
| c | char | string of length 1 | |
| b | signedchar | integer | |
| B | unsignedchar | integer | |
| ? | _Bool | bool | (1) |
| h | short | integer | |
| H | unsignedshort | integer | |
| i | int | integer | |
| I | unsignedint | integer or long | |
| l | long | integer | |
| L | unsignedlong | long | |
| q | longlong | long | (2) |
| Q | unsignedlonglong | long | (2) |
| f | float | float | |
| d | double | float | |
| s | char[] | string | |
| p | char[] | string | |
| P | void* | long |
---------------------------------------------------------------------------
一个例子
- <span style="font-size:13px;">import struct
- # native byteorder
- buffer = struct.pack("ihb", 1, 2, 3)
- print repr(buffer)
- print struct.unpack("ihb", buffer)
- # data from a sequence, network byteorder
- data = [1, 2, 3]
- buffer = struct.pack("!ihb", *data)
- print repr(buffer)
- print struct.unpack("!ihb", buffer) </span>
Output:
'\x01\x00\x00\x00\x02\x00\x03'
(1, 2, 3)
'\x00\x00\x00\x01\x00\x02\x03'
(1, 2, 3)
首先将参数1,2,3打包，打包前1,2,3明显属于python数据类型中的integer,pack后就变成了C结构的二进制串，转成python的string类型来显示就是 '\x01\x00\x00\x00\x02\x00\x03'。由于本机是小端('little-endian',关于大端和小端的区别请参照Google),故而高位放在低地址段。i 代表C struct中的int类型，故而本机占4位，1则表示为01000000;h 代表C struct中的short类型，占2位，故表示为0200;同理b 代表C struct中的signed char类型，占1位，故而表示为03。
---------------------------------------------------------------------------
在Format string 的首位，有一个可选字符来决定大端和小端，列表如下：
| Character | Byte order | Size and alignment |
|---|---|---|
| @ | native | native |
| = | native | standard |
| < | little-endian | standard |
| > | big-endian | standard |
| ! | network (= big-endian) | standard |
如果没有附加，默认为@，即使用本机的字符顺序(大端or小端)，对于C结构的大小和内存中的对齐方式也是与本机相一致的(native)，比如有的机器integer为2位而有的机器则为四位;有的机器内存对其位四位对齐，有的则是n位对齐(n未知，我也不知道多少)。
还有一个标准的选项，被描述为：如果使用标准的，则任何类型都无内存对齐。
下面是官方解释：
The module defines the following exception and functions:
- exception
struct.error -
Exception raised on various occasions; argument is a string describing what is wrong.
struct.pack(fmt, v1, v2, ...)-
Return a string containing the values
v1, v2, ...packed according to the given format. The arguments must match the values required by the format exactly.
struct.pack_into(fmt, buffer, offset, v1, v2, ...)-
Pack the values
v1, v2, ...according to the given format, write the packed bytes into the writable buffer starting at offset. Note that the offset is a required argument.New in version 2.5.
struct.unpack(fmt, string)-
Unpack the string (presumably packed by
pack(fmt, ...)) according to the given format. The result is a tuple even if it contains exactly one item. The string must contain exactly the amount of data required by the format (len(string)must equalcalcsize(fmt)).
struct.unpack_from(fmt, buffer[, offset=0])-
Unpack the buffer according to the given format. The result is a tuple even if it contains exactly one item. The buffer must contain at least the amount of data required by the format (
len(buffer[offset:])must be at leastcalcsize(fmt)).New in version 2.5.
struct.calcsize(fmt)-
Return the size of the struct (and hence of the string) corresponding to the given format.
比如刚才的小程序的后半部分，使用的format string中首位为！，即为大端模式标准对齐方式，故而输出的为'\x00\x00\x00\x01\x00\x02\x03'，其中高位自己就被放在内存的高地址位了。
实际使用范例，解析二进制byte数组：
DateTime = struct.unpack_from('I',inData,1+singleLong*i)
dateList.append(DateTime[0])
#print(DateTime)
#时间点的数据
for j in range(0,ValueNum):
dataInTimeTemp = struct.unpack_from('I',inData,5+singleLong*i+DataByteLen*j)
# if PrecisionLen>=0: #精度计算后的结果 ,可以先无视
# dataInTime = dataInTimeTemp[0] / math.pow(10,PrecisionLen)
#寻找最大值
dataList.append(dataInTimeTemp[0])
