Pack and unpack python

Python. Модуль struct. Упаковка/распаковка данных. Базовые методы модуля

Модуль struct . Упаковка/распаковка данных. Базовые методы модуля

Поиск на других ресурсах:

1. Использование модуля struct . Упакованные двоичные данные

Модуль struct в Python используется для создания и вытягивания упакованных двоичных данных из строк. В модуле struct байты данных интерпретируются как упакованные двоичные данные, которые могут быть представлены объектами типов bytes или bytearray .

В модуле помещаются средства преобразования между значениями Python и структурами C, которые представлены в виде байтовых объектов Python. Такие преобразования используются при обработке двоичных данных, которые сохраняются в файлах или получаются из сетевых подключений, и т.п.

Для обеспечения компактного описания C-структур и преобразования в значения (из значений) Python используются строки формата.

2. Базовые методы модуля struct

В модуле struct помещаются несколько базовых методов, которые можно использовать для упаковки и распаковки данных.

2.1. Методы pack() и unpack() . Упаковка и распаковка данных

Для упаковки и распаковки данных используются методы pack() , unpack() . Процесс упаковки/распаковывки реализуется в соответствии со строкой формата.

В соответствии с документацией, общая форма использования метода pack() следующая

obj = struct.pack(format, v1, v2, . )

• format – строка формата. Эта строка формируется в соответствии с правилами, которые заложены в таблицах (смотрите пункт 3);
• v1 , v2 , … – значения (объекты), которые нужно упаковать;
• obj – упакованный двоичный объект.

Функция unpack() выполняет обратные по отношению к pack() операции. Она позволяет получить исходный объект на основе упакованного объекта. Общая форма использования функции следующая:

obj = struct.unpack(format, buffer)

• buffer – буфер, в котором записан объект, который был предварительно упакован функцией pack() . Размер этого объекта должен совпадать с размером, заданным в строке формата format ;
• format – строка формата на основе которой получается распакованный двоичный объект obj ;
• obj – результирующий объект, которым может быть список, кортеж, множество, словарь и т.п.

При вызове функции unpack() строка формата должна совпадать с такой же строкой, которая была задана функцией pack() .

Пример. С целью демонстрации осуществляется упаковка/распаковка списка чисел.

# Модуль struct. Методы pack(), unpack() # Упаковать/распаковать список чисел # 1. Заданный список чисел LS = [ 1, 3, 9, 12 ] # 2. Подключить модуль struct import struct # 3. Упаковать список чисел. Метод pack() pack_obj = struct.pack('>4і', LS[0], LS[1], LS[2], LS[3]) # 4. Вывести упакованный объект pack_obj print('pack_obj = ', pack_obj) # 5. Распаковать список чисел. Метод unpack(). # Результатом есть кортеж T2 T2 = struct.unpack('>4і', pack_obj) # T2 = (1, 3, 9, 12) # 6. Вывести распакованный объект T2 print('T2 = ', T2) # 7. Конвертировать кортеж T2 в список LS2 LS2 = list(T2) # LS2 = [1, 3, 9, 12] # 8. Вывести список LS2 print('LS2 = ', LS2)

Результат работы программы

pack_obj = b'\x00\x00\x00\x01\x00\x00\x00\x03\x00\x00\x00\t\x00\x00\x00\x0c' T2 = (1, 3, 9, 12) LS2 = [1, 3, 9, 12]

2.2. Метод calcsize() . Размер упакованного объекта

Метод calcsize() возвращает размер объекта, созданного методом pack() .

# Модуль struct. # Метод calcsize(). Определить размер упакованного объекта # 1. Подключить модуль struct import struct # 2. Определить размер упакованного списка чисел # 2.1. Заданный список вещественных чисел LS = [ 2.88, 3.9, -10.5 ] # 2.2. Упаковать список LS. Метод pack() pack_obj = struct.pack('>3f', LS[0], LS[1], LS[2]) # 2.3. Вывести упакованный объект pack_obj print('pack_obj = ', pack_obj) # 2.4. Вывести размер объекта pack_obj size = struct.calcsize('>3f') # size = 12 print('size = ', size) # 3. Определить размер упакованного кортежа строк # 3.1. Заданный кортеж из двух строк TS = ( 'Hello', 'abcd') # 3.2. Упаковать кортеж TS pack_obj = struct.pack(', TS[0].encode(), TS[1].encode()) # 3.3. Вывести упакованный объект print('pack_obj = ', pack_obj) # 3.4. Вывести размер упакованного кортежа size = struct.calcsize(') # size = 9 print('size = ', size)

Результат выполнения программы

pack_obj = b'@8Q\xec@y\x99\x9a\xc1(\x00\x00' size = 12 pack_obj = b'Helloabcd' size = 9

3. Форматированные строки

3.1. Установка порядка байт, размера и выравнивания на основании символа формата

В языке Python способ упаковки строки определяется на основе первого символа строки формата. Этот символ определяет:

• порядок байт, который формируется с помощью символов @ , = , , > , ! . Если не указать этого параметра, то принимается символ @ ;
• размер в байтах упакованных данных. В этом случае первыми используются цифры, которые обозначают число;
• выравнивание, устанавливаемое системой.

ii - два числа типа int 2i - два числа типа int 10f - 10 чисел типа float >i8s - порядок байт big-endian, число типа int, строка из 8 символов 8dif - 8 чисел типа double, 1 число типа int, 1 число типа float =bi - естественной порядок, значение типа bool, число типа int