python - 将 'struct'数据存储到二进制文件

Question

我需要存储一个二进制文件，其头由 4 个字段组成，长度为 12 字节。它们分别是:sSamples(4 字节整数)、sSampPeriod(4 字节整数)、sSampSize(2 字节整数)和最后的 sParmKind(2 字节整数)。我正在使用“结构”将变量添加到所需的字段。现在我已经分别定义了它们，如何将它们全部合并以存储“12 字节 header ”？

sSamples        = struct.pack('i', nSamples) # 4-bytes integer
sSampPeriod     = struct.pack('i', nSampPeriod) # 4-bytes integer
sSampSize       = struct.pack('H', nSampSize) # 2-bytes integer / unsigned short
sParmKind       = struct.pack('H', 9) # 2-bytes integer / unsigned short

此外，我还有一个维度为 D 的 npVect float 组(numpy.ndarray - float32)。如何将此向量存储在同一个二进制文件中，但位于 header 之后？

Answer 1

正如 Cody Brocious 所写，您可以一次打包整个 header :

header = struct.pack('<iiHH', nSamples, nSampPeriod, nSampSize, nParmKind)

他还提到了字节顺序，如果您想打包数据以便在具有不同架构的机器上可靠地解包它，那么字节顺序非常重要。 <在我的格式字符串的开头指定“使用小端约定打包此数据”。

对于数组，您必须压缩它的长度，以便确定再次读取它时要解压缩多少个值。一次调用即可完成所有操作:

flattened = npVect.ravel()  # get a 1-D array of numbers
arrSize = len(flattened)
# pack header, count of numbers, and numbers, all in one call
packed = struct.pack('<iiHHi%df' % arrSize,
    nSamples, nSampPeriod, nSampSize, nParmKind, arrSize, *flattened)

根据您的数组可能有多大，您最终可能会得到一个代表二进制文件全部内容的巨大字符串，并且您可能需要研究 struct 的替代方案。这不需要您将整个文件存储在内存中。

拆包:

fmt = '<iiHHi'
nSamples, nSampPeriod, nSampSize, nParmKind, arrSize = struct.unpack(fmt, packed)
# Use unpack_from to start reading after the packed header and count
flattened = struct.unpack_from('<%df' % arrSize, packed, struct.calcsize(fmt))
npVect = np.ndarray(flattened, dtype='float32').reshape(# your dimensions go here
    )

编辑:哎呀，数组格式并不那么简单:)不过，总体思路是这样的:使用您喜欢的任何方法将数组展平为数字列表，打包值的数量，然后打包每个值。另一方面，将数组作为平面列表读取，然后对其施加所需的任何结构。

编辑:更改格式字符串以使用重复说明符，而不是字符串乘法。感谢 John Machin 指出了这一点。

编辑:已添加numpy代码在打包前压平数组并在解包后重建数组。