【Python应用】C语言中的结构体在Python中的转换

Dear 丶 2024-02-19 19:57 42阅读 0赞

## struct介绍 ##

Python中提供了struct接口，用来处理类似C语言中的结构体。

处理的方式是将结构体表现位字符串，这个字符串其实就是结构体的一个个字节。

## struct中的常用接口 ##

主要就是两个，pack()和unpack()。

pack()就是将结构体转换成字符串（或者说字节序），unpack()则相反。

### pack() ###

pack()函数的说明如下（来自Python 2.7.15 documentation）：

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.

fmt是一个特殊的字符串，用来标记结构体的格式。

v1，v2等相当于结构体中的成员变量。

返回的是一个字符串。

### unpack() ###

unpack()函数的说明如下（来自Python 2.7.15 documentation）：

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 equal calcsize(fmt)).

fmt同pack()。

string就是pack()转换过来的字符串（或者说字节序）。

返回的是一个元组，里面就是一个个的结构体成员变量。

### fmt ###

fmt是struct接口中最重要的部分。

它可以分为两个部分。

第一部分是字节序顺寻和对其等信息，由如下的字符表示：

![20190616101119721.png][]

这个部分是非必需的，如果没有使用上述的任何一个字符，则默认效果同@。

第二部分的字符表示成员的结构体类型（这决定了各个成员需要用多少个字符串表示），由如下的字符表示：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppYW5nd2VpMDUxMg_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

## 示例 ##

下面是一个示例（使用Python2.7测试OK）：

import struct
    
    
    if __name__ == "__main__":
        result = struct.pack('hhl', 1, 2, 3)            # result is byte string.
        for i in result:
            print '0x%02x' % ord(i)                     # 01 00 02 00 03 00 00 00
        result1 = struct.unpack ('hhl', result)         # byte string is transfered to tuple.
        print type (result1)                            # the type is tuple.
        print result1                                   # (1, 2, 3)

首先是pack()，这里的参数'hhl'表示的是有三个成员，它们的类型分别是short，short和long；它们的值分别是1，2，3.

执行pack()之后返回的字节序列如代码右侧的注释。

由于这里使用的是默认大小端和对齐（本机是小端），所以1对应到short的字节是0x01，0x01，2是0x02，0x02；3对应到long的字节是0x03，0x00，0x00，0x00。

之后的unpack()函数执行之后返回了tuple，其成员分别是1，2，3。

[20190616101119721.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/29/2cf74bfb97c747ec8e786ac6cb68236e.png
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