Python: struct 模块之字节对齐问题

探讨Python的struct模块在处理二进制文件时,与C语言字节对齐的差异,导致的数据读取问题及解决方案。

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PythonPythonPython 在二进制写文件时,可以用 structstructstruct 模块将数据捆绑成结构体转化成字节流,为了方便与 CCC 交互,避免 CCC 在读取二进制字节流时因为 CCC 的字节对齐问题而造成不必要的麻烦,PythonPythonPythonstructstructstruct 模块默认按照 CCC 的字节对齐方式进行对齐。

然而,并不像想象中那样简单。PythonPythonPythonstructstructstruct 模块的字节对齐坑了我整整一上午。

首先我用 PythonPythonPython 写好了二进制文件,并且测试用 PythonPythonPython 去读取该二进制文件,测试良好,没有什么问题,但是当我写 CCC 的接口时,却发现数据一直有问题。经过一上午的排查,总算发现,字节的读取地址出现了问题,然而 PythonPythonPython 的却没有这个问题,所以一下子就断定是 structstructstruct 模块的字节对齐出了幺蛾子。

这里我用 PythonPythonPython 写进了一堆 HeaderHeaderHeader

struct header
{
	long long a;
	int b;
};

转化成 structstructstruct 模块的格式化字符串为 ′qi′'qi'qi,在 CCC 中,由于字节对齐的缘故,这个 HeaderHeaderHeader 应该占有 161616 个字节,但是在 PythonPythonPython 里却不是这样……

>>> import struct
>>> struct.calcsize('qi')
12

竟然等于 121212 个字节,显然没有字节对齐……然后试了一下 ′iq′'iq'iq,又让我吃了一惊……

>>> struct.calcsize('iq')
16

你没有看错,这里竟然字节对齐了,变成了 161616 字节。这波操作骚气啊……

CCC 反复测试了两种写法,结果均为 161616 字节。

不知道该怎么喷 PythonPythonPython,最后图个省事儿,弄成了 ′2q′'2q'2q,妈妈再也不用担心字节对齐的问题了。

不过,有那么一种可能是,不同的 CCC 编译器对这两种写法的字节对齐方式存在差异?不得而知,也没有具体去测试,毕竟我是一个不求甚解的人。

对了,如果有哪位大佬的编译器的确是不一样的字节对齐结果,麻烦告知用的是什么编译器,让我避开他……

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