Python struct.unpack() 用法及常见错误详解

2025-06-05 16:50

本文主要是介绍Python struct.unpack() 用法及常见错误详解,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

《Pythonstruct.unpack()用法及常见错误详解》struct.unpack()是Python中用于将二进制数据(字节序列)解析为Python数据类型的函数,通常与struct.pa...

struct.unpack()python 中用于将二进制数据(字节序列)解析为 Python 数据类型的函数,通常与 struct.pack() 配对使用。它根据指定的格式字符串(format string)解析字节流,并返回一个包含解析结果的元组。

一、函数语法

struct.unpack(format, buffer)
  • format:格式字符串,定义数据的解析规则(字节顺序、数据类型、数量等)。
  • buffer:包含二进制数据的缓冲区(如 bytesbytearray 或支持缓冲协议的对象)。

返回值:包含解析后数据的元组。

二、格式字符串详解

格式字符串由两部分组成:

字节顺序/对齐字符(可选):

字符含义大小端
@本地顺序(默认)系统依赖
=本地标准大小系统依赖
<小端(Little-Endian)低位在前
>大端(Big-Endian)高位在前
!网络顺序(大端)RFC 标准

数据类型字符(必选):

字符C 类型Python 类型字节数
x填充字节跳过字节1
ccharbytes (长度1)1
bsigned charint1
Bunsigned charint1
?_Boolbool1
hshortint2
Hunsigned shortint2
iintint4
Iunsigned intint4
llongint4
Lunsigned longint4
qlong longint8
Qunsigned long longint8
ffloatfloat4
ddoublefloat8
schar[]bytes长度见下文
pPascal 字符串bytes1+长度
Pvoid*int系统依赖

特殊用法

特殊用法

  • s:需指定长度,如 10s 表示解析 10 字节的字符串。
  • 数字前缀:3I 表示连续解析 3 个无符号整数。

三、使用示例

示例 1:解析整数和浮点数

import struct
# 二进制数据:小端顺序 (<) + int (i) + float (f)
buffer = b'\x01\x00\x00\x00\xcd\xcc\x8cjs@'
data = struct.unpack('<ifXRXoXx', buffer)  # 解析1个int和1个float
print(data)  # 输出: (1, 7.000000476837158)

示例 2:解析字符串

# 数据:大端 (>) + 4字节字符串 (4s)
buffer = b'ABCD'
data = struct.unpack('>4s', buffer)
print(data)  # 输出: (b'ABCD',)

示例 3:解析混合类型

# 数据:小端 (<) + short (h) + 3字节字符串 (3s) + float (f)
buffer = b'\x01\x00XYZ\x00\x00\x80?'
data = struct.unpack('<h3sf', buffer)
print(data)  # 输出: (1, b'XYZ', 1.0)

示例 4:跳过填充字节

# 格式: 小端 (<) + char (c) + 填充1字节 (x) + int (i)
buffer = b'A\x00\x02\x00\x00\x00'
data = struct.unpack('<cx i', buffer)
print(data)  # 输出: (b'A', 2)

示例 5:解析数组

php
# 解析3个连续的 unsigned short (H)
buffer = b'\x01\x00\x02\x00\x03\x00'
data = struct.unpack('<3H', buffer)
print(data)  # 输出: (1, 2, 3)

四、关键注意事项

缓冲区长度必须匹配
使用 struct.calcsize(format) 验证格式字符串所需的字节数:

fmt = '<2i f'
buffer = b'\x00' * struct.calcsize(fmt)  # 创建匹配长度的缓冲区

字节顺序至关重要
大端/小端错误会编程导致解析数值异常:

# 错误示例:大端数据用小端解析
buffer = b'\x00\x00\x00\x01'  # 大端表示的整数 1
struct.unpack('<I', buffer)   # 错误!解析为 16777216 (0x01000000)

字符串处理
s 类型返回 bytes 对象,需用 .decode() 转为字符串:

data = struct.unpack('5s', b'Hello')[0]
print(data.decode('utf-8'))  # 输出: 'Hello'

内存对齐问题
默认格式 @ 会按本地对齐方式插入填充字节。使用 = 或标准顺序(</>)避免对齐。

五、常见错误

  • struct.error: unpack requires a buffer of X bhttp://www.chinasem.cnytes

缓冲区长度与格式字符串不匹配。

  • 解析指针类型 (P)

结果依赖平台(32/64位),通常应避免使用。

通过合理设计格式字符串,struct.unpack() 可高效处理二进制协议(如网络数据、文件格式)。

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