用 struct 模块可以实现字符串和二进制数据间的相互转换，常用来解析网络数据、C 语言结构体对应的数据。

常用方法

struct.pack(fmt, data1, data2, ...)：用于将 Python 的值根据格式字符串转换为 bytes

struct.unpack(fmt, bytes)：将 bytes 按照格式字符串给定的格式解析成一个元组。

格式字符串

字节顺序，大小和对齐方式：

字符 字节顺序 大小 对齐方式
@ 按原字节 按原字节 按原字节
= 按原字节 标准 无
< 小端 标准 无
> 大端 标准 无
! 网络（=大端） 标准 无

格式字符：

格式 C 类型 Python 类型 标准大小 注释
x 填充字节 无
c char 长度为 1 的字节串 1
b signed char 整数 1 (1), (2)
B unsigned char 整数 1 (2)
? _Bool bool 1 (1)
h short 整数 2 (2)
H unsigned short 整数 2 (2)
i int 整数 4 (2)
I unsigned int 整数 4 (2)
l long 整数 4 (2)
L unsigned long 整数 4 (2)
q long long 整数 8 (2)
Q unsigned long long 整数 8 (2)
n ssize_t 整数 (3)
N size_t 整数 (3)
e (6) float 2 (4)
f float float 4 (4)
d double float 8 (4)
s char[] 字节串
p char[] 字节串
P void * 整数 (5)

使用样例

样例一：将 int 转换为 bytes，然后再转换成两个 short

  1. import struct
  3. bin_num = struct.pack('>i', 65536)    # 使用大端模式读入
  4. print(bin_num)    # b'\x00\x00\x01\x00'
  5. print(struct.unpack('>hh', bin_num))    # (1, 0)

样例二：元组和 C 结构体相互转换

  1. '''
  2. 假设结构体的结构如下：
  3. struct header {
  4.     int buf1;
  5.     double buf2;
  6.     char buf3[11];
  7. }
  8. '''
  10. import struct
  12. buf1 = xxx
  13. buf2 = xxx.xxx
  14. buf3 = "xxxxxxxxxxx"
  16. header = struct.pack('id11s', buf1, buf2, bytes(buf3, encoding='ascii'))    # 构造结构体
  17. buf1, buf2, buf3 = struct.unpack('id11s', header)    # 解包结构体

样例三：实现 OTP 算法（见此文：OTP 介绍与实现）