20. 处理二进制文件

短命女 2023-06-12 09:14 1阅读 0赞

例如，wav是一种音频文件的格式，音频文件为二进制文件。wav文件由头部信息和音频采样数据构成。前面为头部信息，包括声道数、采样频率、编码位宽等，后面是音频采样数据。

要求：使用Python，分析一个wav文件头部信息，处理音频数据。

解决方案：

通过内置函数`open()`指定`mode`参数为`rb`，以二进制模式读取二进制文件。

解析二进制数据可以使用标准库中的`struct.unpack()`方法。

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*  对于`open()`函数：

open(file, mode='r', buffering=-1, encoding=None, errors=None, newline=None, closefd=True, opener=None)

打开file并返回对应的file object。如果该文件不能打开，则触发`OSError`。

可用的模式有：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>mode</th> 
   <th>意义</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>‘r’</td> 
   <td>读取（默认）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>‘w’</td> 
   <td>写入，并先截断文件</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>‘x’</td> 
   <td>排它性创建，如果文件已存在则失败</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>‘a’</td> 
   <td>写入，如果文件已存在则在末尾追加</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>‘b’</td> 
   <td>二进制模式</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>‘t’</td> 
   <td>文本模式（默认）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>‘+’</td> 
   <td>更新磁盘文件（读取并写入）</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

*  对于`struct.unpack()`函数：

struct.unpack(format, buffer)

根据格式字符串format从缓冲区buffer解包（假定是由pack(format, …)打包）。结果为一个元组，即使其只包含一个条目。缓冲区的字节大小必须匹配格式所要求的大小。

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*  方案示例：

import struct
    
    def find_subchunk(f, name):
        f.seek(12)              #wav文件第一块大小为12
        
        while True:
            chunk_name = f.read(4)
            chunk_size, = struct.unpack('i', f.read(4))             #i表示int类型，4字节
    
            if chunk_name == name:
                return f.tell(), chunk_size
    
            f.seek(chunk_size, 1)               #1代表从当前位置开始算起
    
    f = open('demo.wav', 'rb')
    offset, size = find_subchunk(f, b'data')                #查看开头到data部分的指针偏移量，及data大小
    print(offset, size, offset + size, end=' ')               #offset+size为该demo.wav文件总大小
    
    118 31684608 31684726               #结果

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