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](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)
- 关于
- Python简介
- 安装Python
- Python解释器
- 第一个Python程序
- 使用文本编辑器
- Python代码运行助手
- 输入和输出
- Python基础
- 数据类型和变量
- 字符串和编码
- 使用list和tuple
- 条件判断
- 循环
- 使用dict和set
- 函数
- 调用函数
- 定义函数
- 函数的参数
- 递归函数
- 高级特性
- 切片
- 迭代
- 列表生成式
- 生成器
- 迭代器
- 函数式编程
- 高阶函数
- 返回函数
- 匿名函数
- 装饰器
- 偏函数
- 模块
- 使用模块
- 安装第三方模块
- 面向对象编程
- 类和实例
- 访问限制
- 继承和多态
- 获取对象信息
- 实例属性和类属性
- 面向对象高级编程
- 使用slots
- 使用@property
- 多重继承
- 定制类
- 使用枚举类
- 使用元类
- 错误、调试和测试
- 错误处理
- 调试
- 单元测试
- 文档测试
- IO编程
- 文件读写
- StringIO和BytesIO
- 操作文件和目录
- 序列化
- 进程和线程
- 多进程
- 多线程
- ThreadLocal
- 进程 vs. 线程
- 分布式进程
- 正则表达式
- 常用内建模块
- datetime
- collections
- base64
- struct
- hashlib
- itertools
- XML
- HTMLParser
- urllib
- 常用第三方模块
- PIL
- virtualenv
- 图形界面
- 网络编程
- TCP/IP简介
- TCP编程
- UDP编程
- 电子邮件
- SMTP发送邮件
- POP3收取邮件
- 访问数据库
- 使用SQLite
- 使用MySQL
- 使用SQLAlchemy
- Web开发
- HTTP协议简介
- HTML简介
- WSGI接口
- 使用Web框架
- 使用模板
- 异步IO
- 协程
- asyncio
- aiohttp
- 实战
- Day 1 - 搭建开发环境
- Day 2 - 编写Web App骨架
- Day 3 - 编写ORM
- Day 4 - 编写Model
- Day 5 - 编写Web框架
- Day 6 - 编写配置文件
- Day 7 - 编写MVC
- Day 8 - 构建前端
- Day 9 - 编写API
- Day 10 - 用户注册和登录
- Day 11 - 编写日志创建页
- Day 12 - 编写日志列表页
- Day 13 - 提升开发效率
- Day 14 - 完成Web App
- Day 15 - 部署Web App
- Day 16 - 编写移动App
- FAQ
- 期末总结
- CoverPage