Question

我刚刚尝试在Python中使用struct.pack，当我混合类型时我不理解它的行为

当我试图打包一个字符而不是其他字符时，它按预期工作，即

struct.pack("b",1)

给出'\x01'。但是，只要我尝试混合使用不同类型的数据，就会将字符填充为与此类型一样长，例如

struct.pack("bi",1,1)

给出'\x01\x00\x00\x00\x01\x00\x00\x00'。

这是标准行为，为什么？有办法吗？

修改

更简单地说：

>>> struct.calcsize("b")
1
>>> struct.calcsize("i")
4
>>> struct.calcsize("bi")
8

Answer 1

struct.pack通常用于访问内存结构，而不是文件。在内存中，访问在奇数/未对齐地址占用多个字节的数据可能会导致异常或性能损失。

这就是为什么编译器对齐数据（通常在4或8字节边界上）和Python中的the struct module也是如此。

要禁用此功能，可以使用格式字符串的第一个字符来设置字节顺序和对齐方式。在您的情况下，请尝试struct.pack("=bi",1,1)

如果您没有指定任何内容，则隐式@表示“本机字节顺序，大小和对齐”。 See the documentation for other options

Answer 2

默认情况下，C类型以机器的本机格式和字节顺序表示，并在必要时通过跳过填充字节进行正确对齐（根据C编译器使用的规则）。

如果您不想进行对齐，只需使用'='，'<'或'>'（与'!'相同）启动格式字符串即可指定字节顺序。

Answer 3

来自manual：

默认情况下，打包给定C结构的结果包括填充字节，以便维护所涉及的C类型的正确对齐;类似地，在拆包时考虑对齐。选择此行为是为了使压缩结构的字节与相应C结构的内存中的布局完全对应。

i是一个4字节的整数，将放在它自己的字上。因此，它旁边的任何内容都不会填充单词，将填充它。您可以通过指定没有原生对齐的byte order来覆盖此行为。

这就是为什么 - 更复杂的结构 - 内部事物的排序很重要。

另请参阅有关该主题的Wikipedia article。

Answer 4

默认情况下，打包给定C结构的结果包括填充字节，以便维护所涉及的C类型的正确对齐;类似地，在拆包时考虑对齐。选择此行为是为了使压缩结构的字节与相应C结构的内存中的布局完全对应。

并查看例如这个用于C结构内存布局的Stack Overflow问题：C struct memory layout?

简而言之，整数是4个字节，因此它必须从4的倍数开始。如果改变b和i的顺序，则不应出现问题。