【笔记】Python Struct模块
Python 上位交互
- 一、基础知识
-
- 1.高字节和低字节
- 2. 高地址和低地址
- 3.大端和小端
- 二、Struct模块
- 三、Python decoding
- 四、原码、反码、补码
- 总结
—计算机中以字节为单位，每个地址对应一个字节，一个字节8bit。在计算机系统中，如果大于一个字节，就需要区分字节顺序。
大端和小端即网络字节序，顾名思义，当数据在网络上传输时使用什么样的方式排序。常见的字节顺序分为：大端(Big Endian)和小段（Litter Endian)。想要理解什么是大端和小端，首先需要明确下面几个概念
一、基础知识
1.高字节和低字节
在一个n进制中，最左边的位叫最高有效位，最右边的叫最低有效位。
举例说明：
十进制整数：123456789
二进制表示：0000 0111 0101 1011 1100 1101 0001 0101
十六进制表示：07 5B CD 15
按照从右向左的方向，二进制中，0101是低字节、0000是高字节；
十六进制中，15是低字节，07是高字节。
2. 高地址和低地址
在内存中，多字节对象都是被存储为连续的字节序列。假设将int整型在内存中的起始地址（首个字节存储位置）为0x1000，那么另外三个字节就存储在0x1001~0x1003。不管存储的字节顺序是怎样的，内存地址的分配都是从小到大的增长。其中0x1000称为低地址端，0x1003称为高地址端。
3.大端和小端
大端：高字节存放在低地址，低字节存放在高地址
小端：低字节存放在低地址，高字节存放在高地址
还是以上面的int 123456789为例，十六进制表示： 07 5B CD 15
| 内存地址（低——>高) | 字节存储顺序 | |
|---|---|---|
| 大端（Big Endian） | 0x1000 0x1001 0x1002 0x1003 0x07 0x5B 0xCD 0x15 | 高字节存放在低地址,低字节存放在高地址 |
| 小端（Litter Endian） | 0x1000 0x1001 0x1002 0x1003 0x15 0xCD 0x5B 0x07 | 低字节存放在低地址高字节存放在高地址 |
二、Struct模块
用处：
按照指定格式将Python数据转换为字符串,该字符串为字节流,如网络传输时,不能传输int,此时先将int转化为字节流,然后再发送;
按照指定格式将字节流转换为Python指定的数据类型;
处理二进制数据,如果用struct来处理文件的话,需要用’wb’,’rb’以二进制(字节流)写,读的方式来处理文件;
处理c语言中的结构体;
struct 最常用的方法有两个：
- struct.pack(fmt,v1,v2,…)
返回的是一个字符串，是参数按照fmt数据格式组合而成 - struct.unpack(fmt,string)
按照给定数据格式解开(通常都是由struct.pack进行打包)数据，返回值是一个tuple
例子：
def demo1():
import struct
x = struct.unpack('三、Python decoding
- Python decode() 方法以 encoding 指定的编码格式解码字符串。默认编码为字符串编码。
- str.decode(encoding=‘UTF-8’,errors=‘strict’)
- encoding – 要使用的编码，如"UTF-8"。
- errors – 设置不同错误的处理方案。默认为 ‘strict’,意为编码错误引起一个UnicodeError。 其他可能得值有 ‘ignore’, ‘replace’, ‘xmlcharrefreplace’, ‘backslashreplace’ 以及通过 codecs.register_error() 注册的任何值。
个人注解：常将收到的字节流bytes信息转化为str字符串，方便切分包头包数据。
同理有
2. Python encode() 方法以 encoding 指定的编码格式编码字符串。errors参数可以指定不同的错误处理方案。
str——bytes
a = bytes.decode(encoding='ISO-8859-1')
b = str(bytes,encoding='ISO-8859-1')
a、b等价
encode：编码
decode：解码
python内部编码方式为unicode，decode将其他编码方式转换成unicode编码方式，encode将unicode转换成其他编码方式。
因此unicode相当于一个中转:
(1)decode->unicode->encode
(2)encode->unicode->decode
四、原码、反码、补码
- 原码：原码是二进制数字的一种简单的表示法。二进制首位为符号位，1代表负，0代表正。
- 反码：反码可由原码得到。如果是正数，反码与原码相同；如果是负数，反码是其原码（符号位除外）各位取反而得到的。
- 补码：补码可由原码得到。如果是正数，补码与原码相同；如果是负数，补码是对其原码（除符号位外）各位取反，并在末位加1而得到的（有进位则进位，但不改变符号位）。
通常，整形数在内存中是以 补码 的形式存放的，输出的时候同样也是按照 补码 输出的。