如何在 Python 中正确声明 ctype 结构 + 联合？答案

【问题标题】：How Do I Properly Declare a ctype Structure + Union in Python?如何在 Python 中正确声明 ctype 结构 + 联合？
【发布时间】：2012-05-07 22:48:40
【问题描述】：

我正在制作一个二进制数据解析器，虽然我可以使用 C，但我想看看我是否可以使用 Python 来完成这项任务。

我对如何实现这一点有了一些了解，我当前的实现看起来像这样：

from ctypes import *

class sHeader(Structure):
    _fields_ = [("CC", c_uint8, 4),
            ("AFC", c_uint8, 2),
            ("TSC", c_uint8, 2),
            ("PID", c_uint16, 13),
            ("TP", c_uint16, 1),
            ("PSI", c_uint16, 1),
            ("TEI", c_uint16, 1),
            ("SyncByte", c_uint8)]

class Header(Union):
    _fields_ = [("sData", sTsHeader),
            ("ulData", c_uint32)]

head = Header()
head.ulData = 0xffffffff
print(head.ulData)
print(head.sData.SyncByte)

print(sHeader.SyncByte)
print(sHeader.TEI)
print(sHeader.PSI)
print(sHeader.TP)
print(sHeader.PID)
print(sHeader.TSC)
print(sHeader.AFC)
print(sHeader.CC)


print(sizeof(sHeader))
print(sizeof(c_uint8))
print(sizeof(c_uint16))
print(sizeof(c_uint32))

产生这个输出：

V:\>C:\Python27\python.exe WidiUnpacker.py
0xffffffffL
0x0
<Field type=c_ubyte, ofs=4, size=1>
<Field type=c_ushort, ofs=2:15, bits=1>
<Field type=c_ushort, ofs=2:14, bits=1>
<Field type=c_ushort, ofs=2:13, bits=1>
<Field type=c_ushort, ofs=2:0, bits=13>
<Field type=c_ubyte, ofs=0:6, bits=2>
<Field type=c_ubyte, ofs=0:4, bits=2>
<Field type=c_ubyte, ofs=0:0, bits=4>
6
1
2
4

所以...在我看来，我的字节与其说是字不如说是字节。我对 Python 或 ctypes 的了解不够多，无法理解为什么会这样，但这有点违背了我目前的目的。有什么想法吗？

【问题讨论】：

标签： python struct byte ctypes unions

【解决方案1】：

您可以使用_pack_ 类属性控制对齐方式：

class sHeader(Structure):
    _pack_ = 1

结果

4294967295
255
<Field type=c_ubyte, ofs=3, size=1>
<Field type=c_ushort, ofs=1:15, bits=1>
<Field type=c_ushort, ofs=1:14, bits=1>
<Field type=c_ushort, ofs=1:13, bits=1>
<Field type=c_ushort, ofs=1:0, bits=13>
<Field type=c_ubyte, ofs=0:6, bits=2>
<Field type=c_ubyte, ofs=0:4, bits=2>
<Field type=c_ubyte, ofs=0:0, bits=4>
4
1
2
4

【讨论】：

刚刚在一个 48 位的结构上试了一下，效果很好。

【解决方案2】：

您的sHeader 有一个 4 位字段，然后是一个 2 位字段，然后是一个 2 位字段（总共 8 位 = 1 个字节）...但是下一项是需要对齐的 c_uint16在 2 字节边界上，因此跳过一个字节并移动到字节 2，然后再占用 13 位。

如果您不想要（显然您不想要），只需将所有内容设为 c_uint32 或类似名称：

from ctypes import *

class sHeader(Structure):
    _fields_ = [("CC", c_uint32, 4),
        ("AFC", c_uint32, 2),
        ("TSC", c_uint32, 2),
        ("PID", c_uint32, 13),
        ("TP", c_uint32, 1),
        ("PSI", c_uint32, 1),
        ("TEI", c_uint32, 1),
        ("SyncByte", c_uint32, 8)] # note: added 8 here

print sHeader.PID
print sHeader.SyncByte

结果：

<Field type=c_uint, ofs=0:8, bits=13>
<Field type=c_uint, ofs=0:24, bits=8>

（我选择 uint32 是因为你的位字段加起来是 32 位。我在这里使用的是 Python 2.7，因此prints 上没有括号。）

【讨论】：