struct模块提供了用于在字节字符串和Python原生数据类型之间转换函数，比如数字和字符串。

Python版本: 2.x & 3.x

　　该模块作用是完成Python数值和C语言结构体的Python字符串形式间的转换。
这可以用于处理存储在文件中或从网络连接中存储的二进制数据，以及其他数据源。

1. 模块函数和Struct类

　　它除了提供一个Struct类之外，还有许多模块级的函数用于处理结构化的值。这里有个格式符(Format specifiers)的概念，是指从字符串格式转换为已编译的表示形式，类似于正则表达式的处理方式。通常实例化Struct类，调用类方法来完成转换，比直接调用模块函数有效的多。下面的例子都是使用Struct类。

2. Packing（打包）和Unpacking（解包）

　　Struct支持将数据packing(打包)成字符串，并能从字符串中逆向unpacking(解压)出数据。

　　在本例中，格式指定器(specifier)需要一个整型或长整型，一个两个字节的string,和一个浮点数。格式符中的空格用于分隔各个指示器(indicators)，在编译格式时会被忽略。

import struct

import binascii

values = (1, 'ab'.encode('utf-8'), 2.7)
s = struct.Struct('I 2s f')
packed_data = s.pack(*values)

print('原始值:', values)
print('格式符:', s.format)
print('占用字节:', s.size)
print('打包结果:', binascii.hexlify(packed_data))

---

# output
原始值: (1, b'ab', 2.7)
格式符: b'I 2s f'
占用字节: 12
打包结果: b'0100000061620000cdcc2c40'

　　这个示例将打包的值转换为十六进制字节序列，用binascii.hexlify()方法打印出来。

　　使用unpack()方法解包。

import struct
import binascii

packed_data = binascii.unhexlify(b'0100000061620000cdcc2c40')

s = struct.Struct('I 2s f')
unpacked_data = s.unpack(packed_data)
print('解包结果:', unpacked_data)

---

# output
解包结果: (1, b'ab', 2.700000047683716)

　　将打包的值传给unpack()，基本上返回相同的值(浮点数会有差异)。

3. 字节顺序/大小/对齐

　　默认情况下，pack是使用本地C库的字节顺序来编码的。格式化字符串的第一个字符可以用来表示填充数据的字节顺序、大小和对齐方式，如下表所描述的:

Character	Byte order	Size	Alignment
@	本地	本地	本地
=	本地	standard	none
<	little-endian（小字节序）	standard	none
>	big-endian（大字节序）	standard	none
!	network (= big-endian)	standard	none

　　如果格式符中没有设置这些，那么默认将使用 @。

　　本地字节顺序是指字节顺序是由当前主机系统决定。比如：Intel x86和AMD64(x86-64)使用小字节序； Motorola 68000和 PowerPC G5使用大字节序。ARM和Intel安腾支持切换字节序。可以使用sys.byteorder查看当前系统的字节顺序。

　　本地大小(Size)和对齐(Alignment)是由c编译器的sizeof表达式确定的。它与本地字节顺序对应。

　　标准大小由格式符确定，下面会讲各个格式的标准大小。

示例:

import struct
import binascii

values = (1, 'ab'.encode('utf-8'), 2.7)
print('原始值  : ', values)

endianness = [
    ('@', 'native, native'),
    ('=', 'native, standard'),
    ('<', 'little-endian'),
    ('>', 'big-endian'),
    ('!', 'network'),
]

for code, name in endianness:
    s = struct.Struct(code + ' I 2s f')
    packed_data = s.pack(*values)
    print()
    print('格式符  : ', s.format, 'for', name)
    print('占用字节: ', s.size)
    print('打包结果: ', binascii.hexlify(packed_data))
    print('解包结果: ', s.unpack(packed_data))

---

# output
原始值  :  (1, b'ab', 2.7)

格式符  :  b'@ I 2s f' for native, native
占用字节:  12
打包结果:  b'0100000061620000cdcc2c40'
解包结果:  (1, b'ab', 2.700000047683716)

格式符  :  b'= I 2s f' for native, standard
占用字节:  10
打包结果:  b'010000006162cdcc2c40'
解包结果:  (1, b'ab', 2.700000047683716)

格式符  :  b'< I 2s f' for little-endian
占用字节:  10
打包结果:  b'010000006162cdcc2c40'
解包结果:  (1, b'ab', 2.700000047683716)

格式符  :  b'> I 2s f' for big-endian
占用字节:  10
打包结果:  b'000000016162402ccccd'
解包结果:  (1, b'ab', 2.700000047683716)

格式符  :  b'! I 2s f' for network
占用字节:  10
打包结果:  b'000000016162402ccccd'
解包结果:  (1, b'ab', 2.700000047683716)

4. 格式符

格式符对照表如下:

Format	C Type	Python type	Standard size	Notes
x	pad byte	no value
c	char	bytes of length 1	1
b	signed char	integer	1	(1),(3)
B	unsigned char	integer	1	(3)
?	_Bool	bool	1	(1)
h	short	integer	2	(3)
H	unsigned short	integer	2	(3)
i	int	integer	4	(3)
I	unsigned int	integer	4	(3)
l	long	integer	4	(3)
L	unsigned long	integer	4	(3)
q	long lo

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