準確地講，Python沒有專門處理字節(jié)的數(shù)據(jù)類型。但由于str既是字符串，又可以表示字節(jié)，所以，字節(jié)數(shù)組＝str。而在C語言中，我們可以很方便地用struct、union來處理字節(jié)，以及字節(jié)和int，float的轉(zhuǎn)換。

在Python中，比方說要把一個32位無符號整數(shù)變成字節(jié)，也就是4個長度的str，你得配合位運算符這么寫：

>>> n = 10240099
>>> b1 = chr((n & 0xff000000) >> 24)
>>> b2 = chr((n & 0xff0000) >> 16)
>>> b3 = chr((n & 0xff00) >> 8)
>>> b4 = chr(n & 0xff)
>>> s = b1 + b2 + b3 + b4
>>> s
'\x00\x9c@c'

非常麻煩。如果換成浮點數(shù)就無能為力了。

好在Python提供了一個struct模塊來解決str和其他二進制數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換。

struct的pack函數(shù)把任意數(shù)據(jù)類型變成字符串：

>>> import struct
>>> struct.pack('>I', 10240099)
'\x00\x9c@c'

pack的第一個參數(shù)是處理指令，'>I'的意思是：

>表示字節(jié)順序是big-endian，也就是網(wǎng)絡(luò)序，I表示4字節(jié)無符號整數(shù)。

后面的參數(shù)個數(shù)要和處理指令一致。

unpack把str變成相應的數(shù)據(jù)類型：

>>> struct.unpack('>IH', '\xf0\xf0\xf0\xf0\x80\x80')
(4042322160, 32896)

根據(jù)>IH的說明，后面的str依次變?yōu)镮：4字節(jié)無符號整數(shù)和H：2字節(jié)無符號整數(shù)。

所以，盡管Python不適合編寫底層操作字節(jié)流的代碼，但在對性能要求不高的地方，利用struct就方便多了。

struct模塊定義的數(shù)據(jù)類型可以參考Python官方文檔：

https://docs.python.org/2/library/struct.html#format-characters

Windows的位圖文件（.bmp）是一種非常簡單的文件格式，我們來用struct分析一下。

首先找一個bmp文件，沒有的話用“畫圖”畫一個。

讀入前30個字節(jié)來分析：

>>> s = '\x42\x4d\x38\x8c\x0a\x00\x00\x00\x00\x00\x36\x00\x00\x00\x28\x00\x00\x00\x80\x02\x00\x00\x68\x01\x00\x00\x01\x00\x18\x00'

BMP格式采用小端方式存儲數(shù)據(jù)，文件頭的結(jié)構(gòu)按順序如下：

兩個字節(jié)：'BM'表示W(wǎng)indows位圖，'BA'表示OS/2位圖；
一個4字節(jié)整數(shù)：表示位圖大?。?br /> 一個4字節(jié)整數(shù)：保留位，始終為0；
一個4字節(jié)整數(shù)：實際圖像的偏移量；
一個4字節(jié)整數(shù)：Header的字節(jié)數(shù)；
一個4字節(jié)整數(shù)：圖像寬度；
一個4字節(jié)整數(shù)：圖像高度；
一個2字節(jié)整數(shù)：始終為1；
一個2字節(jié)整數(shù)：顏色數(shù)。

所以，組合起來用unpack讀取：

>>> struct.unpack('<ccIIIIIIHH', s)
('B', 'M', 691256, 0, 54, 40, 640, 360, 1, 24)

結(jié)果顯示，'B'、'M'說明是Windows位圖，位圖大小為640x360，顏色數(shù)為24。

請編寫一個bmpinfo.py，可以檢查任意文件是否是位圖文件，如果是，打印出圖片大小和顏色數(shù)。

最新評論