[TOC] ### 引入 準確地講，Python沒有專門處理字節的數據類型。但由于`b'str'`可以表示字節，所以，字節數組`＝`二進制`str`。而在`C`語言中，我們可以很方便地用`struct`、`union`來處理字節，以及字節和`int`，`float`的轉換。 ### 無符號整數變字節數 在Python中，比方說要把一個`32`位無符號整數變成字節，也就是`4`個長度的`bytes`，你得配合位運算符這么寫： ~~~ >>> n = 10240099 >>> b1 = (n & 0xff000000) >> 24 >>> b2 = (n & 0xff0000) >> 16 >>> b3 = (n & 0xff00) >> 8 >>> b4 = n & 0xff >>> bs = bytes([b1, b2, b3, b4]) >>> bs b'\x00\x9c@c' ~~~ 非常麻煩。如果換成浮點數就無能為力了。 ### 使用 struct 模塊 好在Python提供了一個`struct`模塊來解決`bytes`和其他二進制數據類型的轉換。 `struct`的`pack`函數把任意數據類型變成`bytes`： ~~~ >>> import struct >>> struct.pack('>I', 10240099) b'\x00\x9c@c' ~~~ `pack`的第一個參數是處理指令，`'>I'`的意思是： `>`表示字節順序是`big-endian`，也就是網絡序，`I`表示4字節無符號整數。 后面的參數個數要和處理指令一致。 `unpack`把`bytes`變成相應的數據類型： ~~~ >>> struct.unpack('>IH', b'\xf0\xf0\xf0\xf0\x80\x80') (4042322160, 32896) ~~~ 根據`>IH`的說明，后面的`bytes`依次變為`I：4`字節無符號整數和`H：2`字節無符號整數。 所以，盡管Python不適合編寫底層操作字節流的代碼，但在對性能要求不高的地方，利用`struct`就方便多了。 `struct`模塊定義的數據類型可以參考Python官方文檔： https://docs.python.org/3/library/struct.html#format-characters `Windows`的位圖文件（`.bmp`）是一種非常簡單的文件格式，我們來用`struct`分析一下。 首先找一個`bmp`文件，沒有的話用“畫圖”畫一個。 讀入前`30`個字節來分析： `>>> s = b'\x42\x4d\x38\x8c\x0a\x00\x00\x00\x00\x00\x36\x00\x00\x00\x28\x00\x00\x00\x80\x02\x00\x00\x68\x01\x00\x00\x01\x00\x18\x00'` `BMP`格式采用小端方式存儲數據，文件頭的結構按順序如下： 兩個字節：`'BM'`表示`Windows`位圖，`'BA'`表示`OS/2`位圖； 一個`4`字節整數：表示位圖大小； 一個`4`字節整數：保留位，始終為`0`； 一個`4`字節整數：實際圖像的偏移量； 一個`4`字節整數：`Header`的字節數； 一個`4`字節整數：圖像寬度； 一個`4`字節整數：圖像高度； 一個`2`字節整數：始終為`1`； 一個`2`字節整數：顏色數。 所以，組合起來用`unpack`讀取： ~~~ >>> struct.unpack('<ccIIIIIIHH', s) (b'B', b'M', 691256, 0, 54, 40, 640, 360, 1, 24) ~~~ 結果顯示，`b'B'`、`b'M'`說明是`Windows`位圖，位圖大小為`640x360`，顏色數為`24`。 ### 練習 請編寫一個`bmpinfo.py`，可以檢查任意文件是否是位圖文件，如果是，打印出圖片大小和顏色數。