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准确地讲,Python没有专门处理字节的数据类型。但由于`str`既是字符串,又可以表示字节,所以,字节数组=str。而在C语言中,我们可以很方便地用struct、union来处理字节,以及字节和int,float的转换。 在Python中,比方说要把一个32位无符号整数变成字节,也就是4个长度的`bytes`,你得配合位运算符这么写: ~~~ >>> n = 10240099 >>> b1 = (n & 0xff000000) >> 24 >>> b2 = (n & 0xff0000) >> 16 >>> b3 = (n & 0xff00) >> 8 >>> b4 = n & 0xff >>> bs = bytes([b1, b2, b3, b4]) >>> bs b'\x00\x9c@c' ~~~ 非常麻烦。如果换成浮点数就无能为力了。 好在Python提供了一个`struct`模块来解决`bytes`和其他二进制数据类型的转换。 `struct`的`pack`函数把任意数据类型变成`bytes`: ~~~ >>> import struct >>> struct.pack('>I', 10240099) b'\x00\x9c@c' ~~~ `pack`的第一个参数是处理指令,`'>I'`的意思是: `>`表示字节顺序是big-endian,也就是网络序,`I`表示4字节无符号整数。 后面的参数个数要和处理指令一致。 `unpack`把`bytes`变成相应的数据类型: ~~~ >>> struct.unpack('>IH', b'\xf0\xf0\xf0\xf0\x80\x80') (4042322160, 32896) ~~~ 根据`>IH`的说明,后面的`bytes`依次变为`I`:4字节无符号整数和`H`:2字节无符号整数。 所以,尽管Python不适合编写底层操作字节流的代码,但在对性能要求不高的地方,利用`struct`就方便多了。 `struct`模块定义的数据类型可以参考Python官方文档: [https://docs.python.org/3/library/struct.html#format-characters](https://docs.python.org/3/library/struct.html#format-characters) Windows的位图文件(.bmp)是一种非常简单的文件格式,我们来用`struct`分析一下。 首先找一个bmp文件,没有的话用“画图”画一个。 读入前30个字节来分析: ~~~ >>> s = b'\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储数据,文件头的结构按顺序如下: 两个字节:`'BM'`表示Windows位图,`'BA'`表示OS/2位图; 一个4字节整数:表示位图大小; 一个4字节整数:保留位,始终为0; 一个4字节整数:实际图像的偏移量; 一个4字节整数:Header的字节数; 一个4字节整数:图像宽度; 一个4字节整数:图像高度; 一个2字节整数:始终为1; 一个2字节整数:颜色数。 所以,组合起来用`unpack`读取: ~~~ >>> struct.unpack('<ccIIIIIIHH', s) (b'B', b'M', 691256, 0, 54, 40, 640, 360, 1, 24) ~~~ 结果显示,`b'B'`、`b'M'`说明是Windows位图,位图大小为640x360,颜色数为24。 请编写一个`bmpinfo.py`,可以检查任意文件是否是位图文件,如果是,打印出图片大小和颜色数。 ### 参考源码 [check_bmp.py](https://github.com/michaelliao/learn-python3/blob/master/samples/commonlib/check_bmp.py)