Простой Python

>LL — это строка формата, которая указывает функции unpack(), как интерпретировать входные последовательности байтов и преобразовать их в типы данных Python. Рассмотрим ее детальнее:

• символ < означает, что целые числа хранятся в формате big-endian (обратный порядок байтов);

• каждый символ L определяет четырехбайтное целое число типа unsigned long.

Вы можете проверить значение каждого четырехбайтного набора непосредственно:

>>> data[16:20]

b'\x00\x00\x00\x9a'

>>> data[20:24]0x9a

b'\x00\x00\x00\x8d'

У целых чисел с обратным порядком байтов главный байт располагается слева. Поскольку значения ширины и длины меньше 255, они умещаются в последний байт каждой последовательности. Вы можете убедиться в том, что эти шестнадцатеричные значения соответствуют ожидаемым десятичным значениям:

>>> 0x9a

154

>>> 0x8d

141

Если вы хотите отправить их в противоположном направлении и преобразовать данные Python в байты, используйте функцию pack() модуля struct:

>>> import struct

>>> struct.pack('>L', 154)

b'\x00\x00\x00\x9a'

>>> struct.pack('>L', 141)

b'\x00\x00\x00\x8d'

В табл. 7.5 и 7.6 показаны спецификаторы формата для функций pack() и unpack(). Спецификаторы порядка байтов располагаются первыми в строке формата.

Таблица 7.5. Спецификаторы порядка байтов

Спецификатор	Порядок байтов
<	Прямой порядок
>	Обратный порядок

Таблица 7.6. Спецификаторы формата

Спецификатор	Описание	Количество байтов
x	Пропустить байт	1
b	Знаковый байт	1
B	Беззнаковый байт	1
h	Знаковое короткое целое число	2
H	Беззнаковое короткое целое число	2
i	Знаковое целое число	4
I	Беззнаковое целое число	4
l	Знаковое длинное целое число	4
L	Беззнаковое длинное целое число	4
Q	Беззнаковое очень длинное целое число	8
f	Число с плавающей точкой	4
d	Число с плавающей точкой двойной точности	8
p	Счетчик и символы	1 + count
s	Символы	count

Спецификаторы типа следуют за символом, указывающим порядок байтов. Перед любым спецификатором может следовать число, которое указывает количество; запись 5B аналогична записи BBBBB.

Вы можете использовать префикс счетчика вместо конструкции >LL:

>>> struct.unpack('>2L', data[16:24])

(154, 141)

Мы использовали разбиение data[16:24], чтобы получить непосредственно интересующие нас байты. Мы также могли добавить спецификатор x, чтобы пропустить неинтересные части:

>>> struct.unpack('>16x2L6x', data)

(154, 141)

Эта строка означает:

• использовать формат с обратным порядком байтов (>);

• пропустить 16 байт (16x);

• прочесть 8 байт — два беззнаковых длинных целых числа (2L);

• пропустить последние 6 байт (6x).

Другие инструменты для работы с бинарными данными

Некоторые сторонние пакеты с открытым исходным кодом часто предлагают следующие более декларативные способы определения и извлечения бинарных данных:

• bitstring (http://bit.ly/py-bitstring);

• construct (http://bit.ly/py-construct);

• hachoir (http://bit.ly/hachoir-pkg);

• binio (http://spika.net/py/binio/).

В приложении Г содержатся инструкции о том, как загрузить и установить внешние пакеты вроде этих. Для следующего примера вам нужно установить пакет construct. Вот все, что вам необходимо сделать:

$ pip install construct

Вот так можно извлечь измерения PNG из нашей строки байтов data с помощью пакета construct:

>>> from construct import Struct, Magic, UBInt32, Const, String

>>> # адаптировано из кода по адресу https://github.com/construct

>>> fmt = Struct('png',

…·····Magic(b'\x89PNG\r\n\x1a\n'),

…·····UBInt32('length'),

…·····Const(String('type', 4), b'IHDR'),

…·····UBInt32('width'),

…·····UBInt32('height')

…·····)

>>> data = b'\x89PNG\r\n\x1a\n\x00\x00\x00\rIHDR' + \

…·····b'\x00\x00\x00\x9a\x00\x00\x00\x8d\x08\x02\x00\x00\x00\xc0'

>>> result = fmt.parse(data)