Python写二进制文件

Question

我使用 Python 3，尝试将二进制数据写入文件时使用 r+b 模式。

for bit in binary:
    fileout.write(bit)

二进制是包含数字的列表，如何将其以二进制形式写入文件？

最终的文件应该看起来像 b' x07\x08\x07。

谢谢。

- Alon

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这里的“二进制”是什么意思？你想要1和0吗？ - Wooble

可能是在Python中读写二进制文件的重复问题。 - Yuval Adam

Answer 1

当你以二进制模式打开文件时，实际上是在使用 bytes 类型。因此，当你向文件写入时，需要传递一个 bytes 对象，而当你从中读取时，会得到一个 bytes 对象。相反，在文本模式下打开文件时，你将使用 str 对象。

因此，“二进制”写作的其实是一个 bytes 字符串：

with open(fileName, 'br+') as f:
    f.write(b'\x07\x08\x07')

如果您想将实际整数写成二进制形式，可以使用bytes函数将一系列整数转换为字节对象：

>>> lst = [7, 8, 7]
>>> bytes(lst)
b'\x07\x08\x07'

结合这个方法，你可以把一系列的整数作为 bytes 对象写入以二进制模式打开的文件中。

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正如Hyperboreus在评论中指出的，bytes 只能接受介于0和255之间的数字序列，即一个字节范围内的数字。 如果你想以它们本来的方式存储任意（正）整数，而不必担心了解其确切大小（这对于结构体是必需的），那么你可以轻松地编写一个帮助函数，将这些数字拆分成单独的字节：

def splitNumber (num):
    lst = []
    while num > 0:
        lst.append(num & 0xFF)
        num >>= 8
    return lst[::-1]

bytes(splitNumber(12345678901234567890))
# b'\xabT\xa9\x8c\xeb\x1f\n\xd2'

如果你有一个数字列表，你可以轻松地对它们进行迭代并将每个数字写入文件；如果你想以后单独提取这些数字，你可能需要添加一些东西来跟踪哪些单独的字节属于哪些数字。

with open(fileName, 'br+') as f:
    for number in numbers:
        f.write(bytes(splitNumber(number)))

- poke

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+1 但或许需要提到在Python 2.x中，open和bytes的行为是不同的。 - wim

@wim OP说他们正在使用Python 3；现在已经将标签添加到问题中了。（猜想我们同时做到了^^） - poke

你在第一次打开时不应该使用"w+b"吗？（注意"w"） - Nande

@poke，我刚刚测试了一下，在Python 2.7中，当文件不存在时，使用“r+”调用open将引发异常。我认为正确的使用方式是使用“rw+”，但这也会引发异常。 - Nande

@Nande r+ 的行为是有意的。并非所有打开模式都会在文件不存在时创建它。但这并不使 r+ 无效 ;) 另外，rw+ 不是有效的模式。请参阅文档以获取有关打开模式的更多信息。 - poke

Answer 2

二进制是一个包含数字的列表

一个数字可以有一千零一种不同的二进制表示（大小端、宽度、1补码、2补码、不同精度的浮点数等）。因此，首先您需要决定要在哪种表示中存储数字。然后，您可以使用struct模块来实现。

例如，字节序列0x3480可以解释为32820（小端无符号短整型）、-32716（小端有符号短整型）或13440（大端短整型）。

小例子：

#! /usr/bin/python3

import struct

binary = [1234, 5678, -9012, -3456]
with open('out.bin', 'wb') as f:
    for b in binary:
        f.write(struct.pack('h', b)) #or whatever format you need

with open('out.bin', 'rb') as f:
    content = f.read()
    for b in content:
        print(b)
    print(struct.unpack('hhhh', content)) #same format as above

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210
4
46
22
204
220
128
242
(1234, 5678, -9012, -3456)

- Hyperboreus