pack/unpack函数与二进制

背景

我们都知道在计算机内部数据都是二进制存储。但写PHP的同学平时接触二进制是少之又少，原因有二：

1. 脚本语言的弱变量类型，就算不了解变量存储也能写CRUD 。
2. 基本不接触网络通信编程，用得最多的还是文本类协议。

但二进制作为计算机基础知识，我们还是需要掌握的。

从一道题目说起

这是我在别处看到的一道题目，具体是这样的：把数据1000(一千)存入文本，要求占用尽量少的空间。
题目很明确，先看第一句，“把1000存入文本”，我们马上可以写出这样的代码：

打开data.txt文件，里面存了一个“1000”。用ls命令可以看到占了4 bytes：

ll data.txt
-rw-r--r--  1 www  www     4B  3  6 10:16 data.txt

为什么是4 bytes？因为把1000按字符串存，一共4个字符，刚好4 bytes。
但是，题目的第二个要求是“占用尽量少的空间”。一个"1000"用了4 bytes，显然是不符合要求的。

我们换个思路：
1000转为二进制是00000011 11101000，一共才16 bits，理论上可以用2 bytes存储。所以解决方案出来了，我们需要把1000转为二进制。这时候就要用到PHP的pack函数。代码如下：

再打开data.txt文件，我们看到的是一个“乱码”：

ls看文件大小：

ll data.txt
-rw-r--r--  1 www  www     2B  3  6 10:16 data.txt

符合预期，只用了2 bytes就把1000存进去了。千万别小看从4 bytes到2 bytes，它节省的是50%空间。
那么如何把这个“乱码”还原成1000？使用unpack函数即可，如下：

关于pack/unpack函数

这两个函数有一堆的格式选项，而且示例相对较少：

不用慌，其实一共就分为两类：

1. 字符处理(a/A、h/H、Z ...)
2. 数值处理(c/C、s/S、n/N ...)

了解字节序(大小端)、有符号无符号，基本可以把这些格式掌握。

网上也有些资料可参考：
http://www.perlmonks.org/?node_id=224666（pack/unpack是perl移植过来的，可以直接看perl文档）
https://segmentfault.com/a/1190000008305573（国人写博客，比较详细）