python pack函数的作用与使用方法

Python pack函数的作用与使用方法

pack函数是Python标准库struct中提供的一个函数，用于将数据打包为二进制字节流。

在编程中，我们经常需要将一些数据按照一定的格式序列化为二进制字符串，然后再进行传输或存储，这时候就可以使用pack函数。

pack函数的操作步骤如下：

1. 定义数据的格式，即字段类型
2. 调用pack函数打包数据
3. 在发送或存储时，解析二进制字符串并还原出原始数据

使用方法

pack函数有两个输入参数，分别为：格式化字符串和参数列表。格式化字符串用于指定数据的类型和顺序，参数列表则是要打包的数据。

格式化字符串由一个或多个类型字符组成，每个类型字符对应着一种数据类型。

常见的类型字符及其对应的数据类型如下：

• b: 有符号字节（signed char）
• B: 无符号字节（unsigned char）
• h: 有符号短整数（signed short）
• H: 无符号短整数（unsigned short）
• i: 有符号整数（signed int）
• I: 无符号整数（unsigned int）
• l: 有符号长整数（signed long）
• L: 无符号长整数（unsigned long）
• f: 单精度浮点数（float）
• d: 双精度浮点数（double）

在格式化字符串中可以使用数字来表示该类型所占字节数，例如：3i表示3个有符号整数，总计12个字节。

下面是一个使用pack函数打包整形数据并将其转化为二进制字节流的例子：

import struct

value = 12345
packed_value = struct.pack('i', value)
print(packed_value)

输出结果为：b'\x39\x30\x00\x00'

在这个例子中，我们使用格式化字符串'i'表示要打包的数据是一个整数，然后将整数值12345作为参数传入pack函数。pack函数将该整数值打包成长度为4的二进制字节流，并返回打包后的结果。

实例展示

下面使用一个更复杂的例子来展示pack函数的使用。

假设我们有一个数据类型Person，包含name（字符串）、age（整数）和height（浮点数）三个字段。我们需要将一个Person对象序列化为二进制字符串，然后进行传输。

import struct

class Person:
    def __init__(self, name, age, height):
        self.name = name
        self.age = age
        self.height = height

    def pack(self):
        return struct.pack('20sif', self.name.encode(), self.age, self.height)

    @staticmethod
    def unpack(raw):
        name, age, height = struct.unpack('20sif', raw)
        name = name.decode().rstrip('\x00')
        return Person(name, age, height)

person = Person('Alice', 25, 1.65)
packed_data = person.pack()
print(packed_data)  # 输出：b'Alice\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x01\x00\x00\x9a\x99Y?'

在这个例子中，我们通过在Person类中定义pack和unpack方法，将Person对象序列化为二进制字符串。在pack方法中，我们按照名称、年龄、身高的顺序打包数据，使用s、i和f表示字符串、整数和浮点数类型。需要注意的是，这里我们使用encode()方法将字符串转换为字节流，以便于后续打包；还需要在字符串末尾添加\x00，以保证字符串占满20个字节。在unpack方法中，我们使用相同的格式化字符串，将打包后的二进制字符串解析出来，并返回Person对象。需要注意的是，在解析字符串时需要使用decode()方法将字节流转换为字符串，并使用rstrip()方法移除末尾的\x00。

使用上述代码序列化了一个Person对象后，可以将其发送给其他人，然后对方便可根据unpack方法将其反序列化为原始的Person对象。