c - 将各种数据类型的值编码为二进制文件(python)，然后在c中解码它们

Question

我需要将来自各种数据类型的值存储在二进制文件(在 python 中)中，然后在 c 中解码该二进制文件并重建值。为了更清楚地说明，我们假设我们有以下三个变量

a = [1, 2, 3], dtype = int
b = ['sky', 'chair', 'book', 'desk']
c = [3.56, 4.69, 55.0, 1.698], dtype = float32

第1步:将所有数据值导出到二进制文件(数据)

step2:在c中导入二进制文件，然后重建相应的值。

//load binary file ?
...

// declaration
int a[3];
char *b[4];
double c[4];

// decode the binary file to have the same values in c ?
...
a = [1, 2, 3];
b = {'sky', 'chair', 'book', 'desk'};
c = [3.56, 4.69, 55.0, 1.698];

预先感谢您的帮助，

我试图拥有一些可以动态导出二进制文件中的数据并在 C 中动态检索的东西；像这样的数据结构: [整数数量、所有整数值、 float 量、所有浮点值、字符串数量、所有字符串]

例如:[3, 1, 2, 3, 4, 0.2, 0.65, 0.56, 0.33, 2,'天空',' table ']

总之，我还需要在 C 中为解码器传递每种数据类型的元素数量；如果我知道值是按这样的顺序存储的(整数、 float 、字符串)

• 第 1 步:读取第一个数字 (3)，现在我们知道有 3 个 int 值。
• 第 2 步:将下一个树编号读取为整数。
• 第 3 步:读取浮点值的数量 (4)。
• 第4步:读取四个 float 。
• 第 5 步:读取字符串数量 (2)，
• 第 6 步:读取两个字符串。

我知道我可以使用 struct package 创建二进制包，然后编写它们，但我不知道对于用 C 实现的解包过程应该遵循什么通用策略(!!!)。

Answer 1

a data structure like this: [number of integers, all integers values, number of floats, all float values, number of strings, all strings]

在准备将字符串写入文件时，我会将它们转换为字节，例如。例如:

bb = [s.encode() for s in b]

Python 中的存储部分相当于提供数字和值以及适当的格式字符串。

• 整数:简单的格式字符串'I%di'%len(a)涵盖整数数量 I和所有整数值 %di，其中 %d 替换为 a 中的项目数。
• float :简单的格式字符串'I%df'%len(c)涵盖 float I和所有浮点值 %df，其中 %d 替换为 c 中的项目数。
• strings:格式字符串不太简单，因为 struct.pack 不允许字符串重复计数，但需要字符串长度。 ''.join(['%ds'%(len(s)+1) for s in bb]) 构造所有字符串值的格式 % ds，其中 %d 替换为每个字符串中的字节数加上终止 NUL 的 1。 (由于没有详细说明，我选择以 C 形式存储字符串。)

这给出:

data = struct.pack('I%di'%len(a)+'I%df'%len(c)+'I'+''.join(['%ds'%(len(s)+1) for s in bb]),
                    len(a), *a,   len(c), *c,   len(bb),       *bb)
open('data', 'wb').write(data)

C 中的解码部分并不是很复杂，按照您概述的步骤进行，例如:例如:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int geti(FILE *stream)
{   // helper function to read an integer
    int i;
    if (!fread(&i, sizeof i, 1, stream)) exit(EXIT_FAILURE);
    return i;
}
…
    // step 1: Read first number of int values.
    int ni = geti(stdin);
    int a[ni];
    // step 2: Read the next 'ni' numbers as ints.
    for (int i = 0; i < ni; ) a[i++] = geti(stdin);
    // step 3: Read the number of float values.
    int nf = geti(stdin);
    double c[nf];
    // step 4: read 'nf' float numbers.
    for (int i = 0; i < nf; )
    { float f; fread(&f, sizeof f, 1, stdin); c[i++] = f; }
    // step 5: read the number of strings,
    int ns = geti(stdin);
    char *b[ns];
    // step 6: read the 'ns' strings.
    for (int i = 0, j, c; i < ns; ++i)
    {
        b[i] = NULL, j = 0;
        do
        {
            b[i] = realloc(b[i], j+1);
            c = getc(stdin);
            if (c == EOF) exit(EXIT_FAILURE);
        } while (b[i][j++] = c);
    }

请注意，在此示例中

1. 当然，您可以使用 stdin 以外的流，
2. 并非所有错误(读取失败或内存不足)都会得到检查，
3. 对于源和目的地的号码表示不同的情况没有做出规定；为此，您可以利用 C 中的 struct.pack 字节顺序和大小指示和/或 ntohl()。