c语言中的str pack,pack/unpack详解

柔光的暖阳◎ 2022-10-14 10:57 201阅读 0赞

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有的时候想把数据打包成按字节传递，比如一些基于TCP/UDP的应用，当接收到的数据

包按照规定格式组装的时候，这个时候pack/unpack就能派上用场了。

pack函数的用途

Pack data into binary string

官方文档的描述是“将数据放入到二进制字符串中”。

简单的描述就是：将每种不同类型的数据(字符串、数字等)转换成二进制字符串并串接在一起。

unpack函数的用途

Unpack data from binary string

array unpack ( string $format , string $data )

从一个二进制数据中解包，其 $format 参数跟 pack函数的$format参数一样

pack函数的参数

string pack ( string $format \[, mixed $args \[, mixed $… \]\] )

$format

$format 的参数代表了以何种方式将对应的 $args 的参数值转换成二进制字符串。

请注意上面的 “对应” 文字，每个 $format 代码都有对应的 $args 参数，按顺序对应

根据文档的描述，在 $format 使用诸如 “a,A,h,H” 代码的时候，后面可以加一个长度，这个长度代表了对对应的 $args 参数的前多少字节来进行转换，如果长度为2，则对 $args 参数前2个字节进行转换，后面忽略。如果长度为”\*“，则对对应的 $args 参数所有字节进行转换

$format 有如下参数：

代码

描述

NUL-padded string

SPACE-padded string

Hex string, low nibble first

Hex string, high nibble first

signed char

unsigned char

signed short (always 16 bit, machine byte order)

unsigned short (always 16 bit, machine byte order)

unsigned short (always 16 bit, big endian byte order)

unsigned short (always 16 bit, little endian byte order)

signed integer (machine dependent size and byte order)

unsigned integer (machine dependent size and byte order)

signed long (always 32 bit, machine byte order)

unsigned long (always 32 bit, machine byte order)

unsigned long (always 32 bit, big endian byte order)

unsigned long (always 32 bit, little endian byte order)

signed long long (always 64 bit, machine byte order)

unsigned long long (always 64 bit, machine byte order)

unsigned long long (always 64 bit, big endian byte order)

unsigned long long (always 64 bit, little endian byte order)

float (machine dependent size and representation)

float (machine dependent size, little endian byte order)

float (machine dependent size, big endian byte order)

double (machine dependent size and representation)

double (machine dependent size, little endian byte order)

double (machine dependent size, big endian byte order)

NUL byte

Back up one byte

NUL-padded string (new in PHP 5.5)

NUL-fill to absolute position

$args

这是一个不限制数量的参数列表，每个参数都要被转换成二进制字符串，可以使用不同类型的数据，如：字符串、数字

pack函数的用法

$format 的参数代码不同，转换出来的数据也不同，所以这里我依次讲解不同的 $format 参数代码如何使用。

代码：”a”

官方的说明是：

NUL-padded string

简单的来说就是将 $args 当做字符来转换(可以对照ASCII表)，那为什么描述上说是 “用NUL来填充“？后面会讲到的。

为了方便，后面出现的转换结果都用16进制来表示，请知悉。

常规转换：

pack("a","w");

// 将 "w" 这个字符转换成二进制字符串，直接对照ASCII码表就晓得了

// 对应的二进制字符串的16进制就是：0x77

带长度的转换：

pack("a3","abcde");

// 根据文档说明，我们知道只要转换 "abcde" 的前3个字节

// 对照ASCII表得知其转换结果是：0x61 0x62 0x63

带长度但是参数值字节长度不够的转换：

pack("a8","abcde");

// 根据文档说明，我们要把 "abcde" 字符串来当做8个字节来转换

// 但是参数值的长度不够怎么办，根据文档说明

// PHP会把不够的字节转换成NUL(解答了上面的疑问)

// 所以对照ASCII表得知其最终转换结果是：

// 0x61 0x62 0x63 0x64 0x65 0x00 0x00 0x00

参数不是字符而是数值型的转换：

pack('a',61);

// 对于10进制的参数而言，直接当做字符处理，即：pack('a',"61");

// 对不是10进制的参数要先转换成10进制

// 转换1个字节，所以ASCII字符6的转换后的结果就是：0x36

pack('a',0x61);

// 即：pack('a','97');

// 结果： 0x39

代码：”A”

跟 “a” 代码的区别就是，参数值长度不够的话则以空格代替。

pack("A8","abcde");

// 结果：0x61 0x62 0x63 0x64 0x65 0x20 0x20 0x20

代码：”h”

官方文档说明：

Hex string, low nibble first

16进制字符串，低半字节在前。

就是说当做一个16进制符串来处理，我们知道1个字节用16进制来表示的话就是2个16进制字符，如：A3。低半字节在前的意思就是说这个16进制的后4位在前。

常规转换：

pack("h2","A3");

// 读取2个字节当做16进制处理，A是高位，3是低位

// 转换要求是，低位在前，所以结果就是：0x3A

pack("h","A3");

// 读取一个字节当做16进制，不满1个字节后面补0(很奇怪为什么不是前面补0)

// 或者可以理解为不满一个字节则不转换

// A是高位，0是低位，低位在前，结果：0x0A

pack("h3","A3B");

// 结果：0x3A 0x0B

数值型转换：

pack("h2",13);

// 跟上面的“a”代码运算方式一样，结果：0x31

pack("h3",0x159);

// 即：pack("h3","345")

// 结果：0x43 0x05

代码：”H”

跟 “h” 代码的区别就是高半字节在前，不再解释

代码：”c” 和 “C”

char类型，范围 -255-255，感觉没有什么差别，超过范围的话则从头算起，如果提供的不是数值则保存 0x00

代码：”s” 和 “S”

int类型，只不过是16位的，既范围： -65535-65535，字节序由机器决定

pack("s2",2400,72300);

// 结果 0x60096C1A

// 可以得知我的机器是按照小端来的

// 72300 超过最大范围所以减去 65536 在进行转换

代码：”n” 和 “v”

同 s 和 S 一样，只不过是无符号的，并且字节序分别变成了 大端 和 小端

代码 “i I l L N V q Q J P”

同上面差不多，只不过字节序、符号类型、长度有所不同

代码 “f” “g” “G”

f，浮点型，有效范围根据机器决定(一般4个字节)，字节序根据机器决定

g，浮点型，有效范围根据机器决定(一般4个字节)，字节序 小端

G，浮点型，有效范围根据机器决定(一般4个字节)，字节序 大端

pack("f",3.1415926);

// 结果 0xDA0F4940

pack("g",3.1415926);

// 结果 0xDA0F4940

pack("G",3.1415926);

// 结果 0x40490FDA

代码 “d” “e” “E”

d，双精度浮点型，有效范围根据机器决定(一般8个字节)，字节序根据机器决定

e，双精度浮点型，有效范围根据机器决定(一般8个字节)，字节序 小端

E，双精度浮点型，有效范围根据机器决定(一般8个字节)，字节序 大端

pack("d",3.1415926);

// 结果 0x4AD8124DFB210940

pack("e",3.1415926);

// 结果 0x4AD8124DFB210940

pack("E",3.1415926);

// 结果 0x400921FB4D12D84A

代码 “x”

填充1个空字节，即：0x00

pack("x");

// 结果 0x00

pack("xx");

// 结果 0x0000

代码 “X”

删除前面1个字节

pack("a4X","haha");

// 结果 0x0686168

代码 “Z”

跟 a 差不多，只不过最后一个字节用 0x00填充

pack("a4Z4","lala","haha");

// 结果 0x6C616C6168616800

代码 “@”

取之前的打包数据的数据，如 @3，则取之前打包数据的3个字节，如果不提供位置参数则取1个字节

pack("a4a2@","abcdef","ghijklmn");

// 结果 0x61

pack("a4a2@6","abcdef","ghijklmn");

// 结果 0x616263646768

c语言中的str pack,pack/unpack详解

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