如何在 Python 中读取二进制文件
Python 是一种广泛使用的编程语言，它可以被用于读取，编写和处理各种文件类型，包括文本文件和二进制文件。在 Python 中读取二进制文件，需要使用二进制读写模式，这可以通过打开文件时指定 ‘rb’ 参数来实现。本文将介绍如何在 Python 中读取二进制文件，并给出代码示例和注意事项。
一、打开二进制文件
在 Python 中打开二进制文件需要指定 ‘rb’ 参数。使用 open() 函数打开文件时，必须指定要打开的文件名和打开模式（’rb’）。
例如：
with open('file.bin', 'rb') as f:
# 读取二进制文件
注意：如果文件模式为 ‘r’，则将文件视为一个文本文件，而不是一个二进制文件。
二、读取二进制数据
一旦文件被打开，就可以读取文件中的二进制数据了。可以使用 read() 或 readinto() 函数从文件中读取数据。
- read() 函数
read() 函数用于从文件中读取一定数量的字节。它的语法如下：
data = f.read(size)
其中，f 为文件对象，size 是要读取的字节数。如果 size 未指定，则读取整个文件。
例如：
with open('file.bin', 'rb') as f:
data = f.read(16)
print(data)
该代码将读取文件的前 16 个字节，并打印到控制台。
- readinto() 函数
readinto() 函数用于从文件中读取一定数量的字节，并将数据存储在预先分配的缓冲区中。它的语法如下：
buffer = bytearray(size)
num_bytes_read = f.readinto(buffer)
其中，f 为文件对象，size 是要读取的字节数，buffer 是一个缓冲区对象。该函数返回读取的字节数。
例如：
with open('file.bin', 'rb') as f:
buffer = bytearray(16)
num_bytes_read = f.readinto(buffer)
print(buffer)
该代码将读取文件的前 16 个字节，并将其存储在缓冲区中。
三、读取文件结构
有时，二进制文件中的数据具有特定的结构，例如，头信息、数据块等。在这种情况下，需要读取文件结构中的数据。
可以使用 struct 模块读取二进制数据。struct 模块使用 format 字符串指定如何读取数据，并返回一个元组，元组中的每个元素都是读取的数据。
例如：
import struct
with open('file.bin', 'rb') as f:
# 读取文件头
header = f.read(4) # 假设头数据需要4个字节
# 读取数据块
data = bytearray(16)
f.readinto(data)
# 读取结构体
fmt = '<3i' # 假设结构体元素是3个32位整数
buf = f.read(struct.calcsize(fmt))
struct_data = struct.unpack(fmt, buf)
在此示例中，使用 f.read() 读取文件头和数据块，使用 f.readinto() 将数据块存储在缓冲区中，并使用 struct.unpack() 对二进制数据进行解包。
注意事项：
- 在 Python 中读取二进制文件时，必须使用二进制读写模式（’rb’）。
- 如果文件模式为 ‘r’，则将文件视为一个文本文件，而不是二进制文件。
- 读取二进制文件时，必须指定要读取的字节数，否则将读取整个文件。
- 使用 readinto() 函数时，必须为缓冲区分配足够的空间，以便存储要读取的数据。
- 如果二进制数据具有特定的结构，则可以使用 struct 模块读取数据，并将其转换为 Python 对象。格式字符串应与文件中的数据格式匹配。
总结：
本文介绍了如何在 Python 中读取二进制文件，包括打开文件、读取二进制数据和读取文件结构。要读取二进制文件，必须使用二进制读写模式（’rb’）。可以使用 read() 或 readinto() 函数从文件中读取数据。如果二进制数据具有特定的结构，则可以使用 struct 模块读取数据，并将其转换为 Python 对象。使用二进制读写文件时，务必小心处理数据，以防止意外修改文件中的数据。
