Python進階篇-struct字節對齊問題

Python進階篇-struct字節對齊問題

Python調用C的時候，會傳遞一些復雜的數據結構，例如結構體，這時候就會遇到各種各樣字節對齊的問題。下邊所有的例子都是在windows 64bit下的結果。

格式字符串

說到這里我們就要來說一下python中的格式字符串，格式字符串顧名思義。就是一個字符串中的每一個字符代表一個數據類型。格式字符串由兩部分構成，第一部分是字節序和對齊方式， 第二步是是具體的數據類型。python中格式字符和對應的數據類型關系如下表。

例如“icc”，就代表要解析的結構體的三個成員數據類型是interger, char, char。

字節序和對齊

字節序和對齊，一共有下表5種方式

默認情況下，字節序和對齊字符是“@”，byte order中native 的意思就是和當前系統大的字節序一致，size如果是native則這個時候數據類型的大小和sizeof是一致的，如果是starndard,則這個時候數據類型的長度是固定的，和格式字符和數據類型中的長度是一致的。alignment是native的話，和當前系統的對齊方式一致。

需要注意的是，alignment是native的時候，字節對齊是和系統一致，但是在python中padding只會在連續的結構體成員之間添加，不會在結構體的開頭和結尾添加

size = struct.calcsize(’@icc’) 結果是6。

size = struct.calcsize(’@cic’) 結果是9。

原因是系統字節對齊是4，第一個c和i之間添加了3個字節padding,但是最后一個c，后邊沒有添加padding,所以結果是9而不是12.

如何解決這個問題？當然有辦法，在格式字符串的最后添加一個“0X”，“X”是一個數據類型，如“l”，代表的就是long,這時候就是指定數據類型，這時候就和C語言中的字節對齊完全一致。

size = size = struct.calcsize(’@cic0i’) 結果是12。

舉個例子

在C代碼中定義結構體：

Struct Person{

int fortune;

char height;

char weight;

};

假設從C代碼中獲取到的結構體數據是buf, 在python中使用struct模塊按照上述的格式解析結構體中的數據。

python中使用struct.unpack(’@icc’, buf);解析結構體數據，這個時候就會報錯。原因就是字節對齊導致兩方的長度不一樣。

size = struct.calcsize(’@icc’) 的結果是6，而sizeof(Person)的長度是8。這樣就會導致解析錯誤。這是后需要指定格式對齊。

struct.unpack("@icc0i",buf)。這樣就能正確解析C語言中的結構體。

希望能對大家有所幫助，祝大家在技術的道路上越走越遠。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的三步解决C语言中struct字节对齐问题,Python进阶篇-struct字节对齐问题的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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