python 读写二进制文件 with用法

有的时候需要用python处理二进制数据，比如，存取文件，socket操作时.这时候，可以使用python的struct模块来完成.可以用 struct来处理c语言中的结构体.
 

struct模块中最重要的三个函数是pack(), unpack(), calcsize()

pack(fmt, v1, v2, ...)     按照给定的格式(fmt)，把数据封装成字符串(实际上是类似于c结构体的字节流)

unpack(fmt, string)       按照给定的格式(fmt)解析字节流string，返回解析出来的tuple

calcsize(fmt)                 计算给定的格式(fmt)占用多少字节的内存

struct中支持的格式如下表：

FormatC TypePython字节数
x pad byte no value 1
c char string of length 1 1
b signed char integer 1
B unsigned char integer 1
? _Bool bool 1
h short integer 2
H unsigned short integer 2
i int integer 4
I unsigned int integer or long 4
l long integer 4
L unsigned long long 4
q long long long 8
Q unsigned long long long 8
f float float 4
d double float 8
s char[] string 1
p char[] string 1
P void * long

注1.q和Q只在机器支持64位操作时有意思

注2.每个格式前可以有一个数字，表示个数

注3.s格式表示一定长度的字符串，4s表示长度为4的字符串，但是p表示的是pascal字符串

注4.P用来转换一个指针，其长度和机器字长相关

注5.最后一个可以用来表示指针类型的，占4个字节

为了同c中的结构体交换数据，还要考虑有的c或c++编译器使用了字节对齐，通常是以4个字节为单位的32位系统，故而struct根据本地机器字节顺序转换.可以用格式中的第一个字符来改变对齐方式.定义如下：

CharacterByte orderSize and alignment
@ native native            凑够4个字节
= native standard        按原字节数
< little-endian standard        按原字节数
> big-endian standard       按原字节数
! network (= big-endian)

standard       按原字节数

使用方法是放在fmt的第一个位置，就像'@5s6sif'

示例一：

比如有一个结构体

struct Header

{

    unsigned short id;

    char[4] tag;

    unsigned int version;

    unsigned int count;

}

通过socket.recv接收到了一个上面的结构体数据，存在字符串s中，现在需要把它解析出来，可以使用unpack()函数.

import struct

id, tag, version, count = struct.unpack("!H4s2I", s)

上面的格式字符串中，!表示我们要使用网络字节顺序解析，因为我们的数据是从网络中接收到的，在网络上传送的时候它是网络字节顺序的.后面的H表示 一个unsigned short的id,4s表示4字节长的字符串，2I表示有两个unsigned int类型的数据.

就通过一个unpack，现在id, tag, version, count里已经保存好我们的信息了.

同样，也可以很方便的把本地数据再pack成struct格式.

ss = struct.pack("!H4s2I", id, tag, version, count);

pack函数就把id, tag, version, count按照指定的格式转换成了结构体Header，ss现在是一个字符串(实际上是类似于c结构体的字节流)，可以通过 socket.send(ss)把这个字符串发送出去.

示例二：

import struct

a=12.34

#将a变为二进制

bytes=struct.pack('i',a)

此时bytes就是一个string字符串，字符串按字节同a的二进制存储内容相同。


再进行反操作

现有二进制数据bytes，（其实就是字符串），将它反过来转换成python的数据类型：

a,=struct.unpack('i',bytes)

注意，unpack返回的是tuple

所以如果只有一个变量的话：

bytes=struct.pack('i',a)

那么，解码的时候需要这样

a,=struct.unpack('i',bytes) 或者 (a,)=struct.unpack('i',bytes)

如果直接用a=struct.unpack('i',bytes)，那么 a=(12.34,) ，是一个tuple而不是原来的浮点数了。


如果是由多个数据构成的，可以这样：

a='hello'

b='world!'

c=2

d=45.123

bytes=struct.pack('5s6sif',a,b,c,d)

此时的bytes就是二进制形式的数据了，可以直接写入文件比如 binfile.write(bytes)

然后，当我们需要时可以再读出来，bytes=binfile.read()

再通过struct.unpack()解码成python变量

a,b,c,d=struct.unpack('5s6sif',bytes)

'5s6sif'这个叫做fmt，就是格式化字符串，由数字加字符构成，5s表示占5个字符的字符串，2i，表示2个整数等等，下面是可用的字符及类型，ctype表示可以与python中的类型一一对应。

注意：二进制文件处理时会碰到的问题

我们使用处理二进制文件时，需要用如下方法

binfile=open(filepath,'rb')    读二进制文件

binfile=open(filepath,'wb')    写二进制文件

那么和binfile=open(filepath,'r')的结果到底有何不同呢？

不同之处有两个地方：

第一，使用'r'的时候如果碰到'0x1A'，就会视为文件结束，这就是EOF。使用'rb'则不存在这个问题。即，如果你用二进制写入再用文本读出的话，如果其中存在'0X1A'，就只会读出文件的一部分。使用'rb'的时候会一直读到文件末尾。

第二，对于字符串x='abc\ndef'，我们可用len(x)得到它的长度为7，\n我们称之为换行符，实际上是'0X0A'。当我们用'w'即文本方式写的时候，在windows平台上会自动将'0X0A'变成两个字符'0X0D'，'0X0A'，即文件长度实际上变成8.。当用'r'文本方式读取时，又自动的转换成原来的换行符。如果换成'wb'二进制方式来写的话，则会保持一个字符不变，读取时也是原样读取。所以如果用文本方式写入，用二进制方式读取的话，就要考虑这多出的一个字节了。'0X0D'又称回车符。linux下不会变。因为linux只使用'0X0A'来表示换行。

以上内容转载来自：https://blog.csdn.net/zhongbeida_xue/article/details/79026333

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我们都知道打开文件有两种方法:

  • f = open()
  • with open() as f:

这两种方法的区别就是第一种方法需要我们自己关闭文件；f.close()，而第二种方法不需要我们自己关闭文件，无论是否出现异常，with都会自动帮助我们关闭文件，这是为什么呢？

我们先自定义一个类，用with来打开它：

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class Foo():
  def __enter__(self):
    print("enter called")
  def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
    print("exit called")
    print("exc_type :%s"%exc_type)
    print("exc_val :%s"%exc_val)
    print("exc_tb :%s"%exc_tb)
 
 
with Foo() as foo:
  print("hello python")
  a = 1/0
  print("hello end")

执行结果：

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enter called
Traceback (most recent call last):
hello python
exit called
exc_type :<class 'ZeroDivisionError'>
exc_val :division by zero
 File "F:/workspaces/python_workspaces/flask_study/with.py", line 25, in <module>
  a = 1/0
exc_tb :<traceback object at 0x0000023C4EDBB9C8>
ZeroDivisionError: division by zero
 
Process finished with exit code 1

我们看到，执行结果的输入顺序，分析如下：

当我们with Foo() as foo:时,此时会执行__enter__方法，然后进入执行体，也就是：

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print("hello python")
a = 1/0
print("hello end")

语句，但是在a=1/0出现了异常，with将会中止，此时就执行__exit__方法，就算不出现异常，当执行体被执行完毕之后，__exit__方法仍然被执行一次。

我们回到with open("file")as f: 不用关闭文件的原因就是在__exit__方法中，存在关闭文件的操作，所以不用我们手工关闭文件，with已将为我们做好了这个操作，这就可以理解了。

以上内容转载来自：https://www.jb51.net/article/179819.htm

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读写二进制文件参考代码：

import struct
import random

def strwrite(str):
    accountstr=str
    lenforaccountstr = len(accountstr)
    accountstrtoasii = []
    for i in range(lenforaccountstr):
        dx=random.randint(1,127)#生成1-127之间的随机数
        accountstrtoasii.append(ord(accountstr[i])+dx)#ord为将字符转换为ascii码数
        accountstrtoasii.append(dx)
    accountstrtoasii.append(255)
    with open('zzz.bin', 'ab') as fp:#a表示在文档末尾添加内容   如果是w则会清楚原来的内容，重新写 b表示以二进制形式打开
        for x in accountstrtoasii:
            a = struct.pack('B', x)#将整数转换为二进制字符串
            fp.write(a)

def strread():
    with open('zzz.bin', 'rb') as fp:
        text = fp.read()
        conent = struct.unpack("B" * len(text), text)#解包
        flag=0
        mycnt=0
        strlist=[]
        note=[]
        accountid=[]
        password=[]
        for i in range(len(conent)):
            if conent[i]==255:
                mycnt=0
                bufferstr = ""
                if flag==0:
                    note.append(bufferstr.join(strlist))#将list的字符连接为字符串
                elif flag==1:
                    accountid.append(bufferstr.join(strlist))
                elif flag==2:
                    password.append(bufferstr.join(strlist))
                strlist.clear()
                flag=flag+1
                if flag==3:
                    flag=0
            else:
                mycnt = mycnt + 1
                if mycnt%2==1:
                    a = conent[i]
                    b = conent[i + 1]
                    strlist.append(chr(a-b))#chr表示将ascii码转换为对应字符
    return note,accountid,password


if __name__=='__main__':
    strwrite("woxihuan")
    strwrite("nibuxihuan")
    strwrite("123456789")
    mynote,myaccountid,mypassword=strread()
    print(mynote)
    print(myaccountid)
    print(mypassword)

 


 

posted @ 2022-05-31 16:17  菜芽caiya  阅读(901)  评论(0)  编辑  收藏  举报