[TOC] ### 引入 准确地讲，Python没有专门处理字节的数据类型。但由于`b'str'`可以表示字节，所以，字节数组`＝`二进制`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。 ### 无符号整数变字节数 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。 ### 使用 struct 模块 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 `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`。 ### 练习 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。