Python如何读写二进制数组数据

当我们需要处理大量的同一类型数据，例如像图像、声音、短语等二进制数据时，使用二进制数据格式来存储这些数据是更加高效、灵活和低成本的方法。Python 作为一门强大的解释型语言，完全支持二进制数据的读写。下面是 Python 如何读写二进制数组数据的完整攻略。

numpy包

numpy包是 python 的一个扩展程序库, 支持大量高维数组与矩阵运算， 并对数组运算提供了大量的数学函数库。它可以帮助我们快速轻松地进行二进制数组数据的读写。

• 读取二进制文件

import numpy as np

# 读取二进制文件
data = np.fromfile('binary_data.bin', dtype=np.float32)
print(data)

在上述代码段中，我们首先导入了 numpy 库，并使用 numpy.fromfile()方法读取二进制文件，其中参数 dtype 表示二进制文件中每个数据的类型。本例中我们指定类型为 32 位的浮点数。最后将读出的数据保存在变量 data 中，最后输出到控制台。

• 写入二进制文件

import numpy as np

# 创建数据数组
data = np.array([1.1, 2.2, 3.3], dtype=np.float32)

# 写入二进制文件
data.tofile('binary_data.bin')

在上述代码段中，我们首先导入了 numpy 库，并使用 numpy.array()方法创建了一个含有 3 个元素的数组，并指定数据类型为 32 位浮点数。将数据保存在变量 data 中，然后使用 numpy.ndarray.tofile() 方法将数组写入二进制文件中。

struct模块

struct 是Python内置的一个模块，它提供了一个 pack 和 unpack 函数，能够用指定的格式来转换二进制数据。

• 读取二进制文件

import struct

# 读取二进制文件
with open('binary_data.bin', 'rb') as f:
    content = f.read()
    data = struct.unpack('f' * (len(content)//4), content)

print(data)

在上述代码段中，我们使用 open() 函数打开二进制文件，并使用 read() 函数读取其中的数据。我们使用了 len(content)//4 来计算文件中有多少个 32 位数字节。最后使用 struct.unpack() 函数解包了读出的二进制数据，参数 'f' 表示读取的数据类型为 32 位的浮点数。

• 写入二进制文件

import struct

# 创建数据数组
data = [1.1, 2.2, 3.3]

# 写入二进制文件
with open('binary_data.bin', 'wb') as f:
    for num in data:
        f.write(struct.pack('f', num))

在上述代码段中，我们使用 open() 函数打开二进制文件，并使用 write() 函数循环写入二进制数组。我们使用了 struct.pack() 函数把数据转成相应的二进制数据格式。参数 'f' 表示写入的数据类型为 32 位浮点数。

至此，我们已经介绍了如何使用 numpy 和 struct 两个常见的 Python 包进行二进制数组数据的读写。