使用Python从二进制文件中读取32位带符号的IEEE 754浮点数？

Question

我有一个二进制文件，它只是由有符号32位IEEE754浮点数列表组成。它们没有被任何东西分隔，而是一个接一个地出现，直到EOF。

我该如何从此文件中读取并正确解释它们为浮点数呢？

我尝试使用read(4)，但它会自动将它们转换为带ASCII编码的字符串。

我还尝试使用bytearray，但它只按1个字节一次读取，而不是我需要的4个字节。

- Razor Storm

Answer 1

struct.unpack('f', file.read(4))

您也可以同时解压缩多个文件，这样速度会更快：

struct.unpack('f'*n, file.read(4*n))

- Marcelo Cantos

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“+1 for the 'f'*n;”这个语法在哪里有文档记录？我在学习Python的时候可能错过了。 - Andrew White

字符串的乘法在教程和序列对象的库参考部分中有文档记录。 - Thomas Wouters

更一般的拆包多个值的方法是unpack('{0}f'.format(n), ...)，或者如果您预先知道数量，只需使用unpack('10f', ...)。 最好使用内置的重复方法，而不是依赖字符串操作。 - Scott Griffiths

@cdiggins：我倾向于选择需要最少打字和最容易阅读的选项。这两个因素有时会发生冲突，所以您可能需要在它们之间进行权衡，但在这种情况下，我的版本既更短又更清晰。就性能而言，我预计这两种形式几乎相同，因为大部分时间都花在了I/O子系统上。如果长度在编码时已知，则我同意'10f'更好，原因完全相同：它比'f'*10稍微更短且更易于阅读。 - Marcelo Cantos

@Marcelo，我同意这个原则，但是考虑到解包100,000个整数。对我来说创建一个长度为100k的格式字符串没有意义。相反，使用'{0}f'.format(1000000)更合理。 - cdiggins

Answer 2

请查看struct.unpack。类似以下的代码可能会起作用...

f = struct.unpack('f', data_read)

- Andrew White

Answer 3

import struct
(num,) = struct.unpack('f', f.read(4))

- Chris Eberle

Answer 4

到目前为止，我发现最快的方法（就性能而言）是 numpy.fromfile

import numpy as np

class FloatReader:
    def __init__(self, filename):
        self.f = open(filename, "rb")
    
    def read_floats(self, count : int):
        return np.fromfile(self.f, dtype=np.float32, count=count, sep='')

这种方法在性能方面比struct.unpack快得多！

- Anatoly