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文字

[Ruby首頁(yè)] [參考手冊(cè)]

pack模板字符串

下面就是Array#pack、String#unpack中所用到的模板字符的一覽表。模板字符后面可以跟上表示"長(zhǎng)度"的數(shù)字。若使用'*'來(lái)取代"長(zhǎng)度"的話, 則表示"剩下的所有字符"之意。

長(zhǎng)度的定義因模板字符的不同而有所差異, 大體上像

"iiii"

這樣的連續(xù)字符可以寫(xiě)成

"i4"

這個(gè)樣子。

在下面的說(shuō)明中, short和long分別表示長(zhǎng)度為2和4字節(jié)的數(shù)值(也就是通常32位機(jī)器所指的short和long的大小), 這與具體的系統(tǒng)無(wú)關(guān)。若`s', `S', `l', `L'后面出現(xiàn)`_'或`!'(如"s!")的話, 則表示這個(gè)short或long的大小取決于具體的系統(tǒng)。

請(qǐng)注意: `i', `I' (int)的大小總是取決于系統(tǒng)的, 而`n', `N', `v', `V'的大小則是系統(tǒng)無(wú)關(guān)的(不能添加`!')。

模板字符串中的空格會(huì)被忽略。 ruby 1.7 特性: 另外,從`#'開(kāi)始到換行處或者到模板字符串結(jié)尾之間的部分會(huì)被看做是注釋。

在下面的說(shuō)明中, 若針對(duì)某問(wèn)題Array#pack和String#unpack有不同的解釋時(shí), 就使用/將兩者分開(kāi), 即采用 "Array#pack的說(shuō)明部分/String#unpack的說(shuō)明部分" 的形式加以說(shuō)明.

a

ASCII字符串(塞入null字符/保留后續(xù)的null字符或空格)

["abc"].pack("a") => "a"
["abc"].pack("a*") => "abc"
["abc"].pack("a4") => "abc\0"

"abc\0".unpack("a4") => ["abc\0"]
"abc ".unpack("a4") => ["abc "]

A

ASCII字符串(塞入空格/刪除后續(xù)的null字符和空格)

["abc"].pack("A") => "a"
["abc"].pack("A*") => "abc"
["abc"].pack("A4") => "abc "

"abc ".unpack("A4") => ["abc"]
"abc\0".unpack("A4") => ["abc"]

Z

null終點(diǎn)字符串(與a相同 / 刪除后續(xù)的null字符)

["abc"].pack("Z") => "a"
["abc"].pack("Z*") => "abc"
["abc"].pack("Z4") => "abc\0"

"abc\0".unpack("Z4") => ["abc"]
"abc ".unpack("Z4") => ["abc "]

b

位串(從下級(jí)位到上級(jí)位)

"\001\002".unpack("b*") => ["1000000001000000"]
"\001\002".unpack("b3") => ["100"]


["1000000001000000"].pack("b*") => "\001\002"

B

位串(從上級(jí)位到下級(jí)位)

"\001\002".unpack("B*") => ["0000000100000010"]
"\001\002".unpack("B9") => ["000000010"]

["0000000100000010"].pack("B*") => "\001\002"

h

16進(jìn)制字符串(下級(jí)半字節(jié)(nibble)在先)

"\x01\xfe".unpack("h*") => ["10ef"]
"\x01\xfe".unpack("h3") => ["10e"]

["10ef"].pack("h*") => "\001\376"

H

16進(jìn)制字符串(上級(jí)半字節(jié)在先)

"\x01\xfe".unpack("H*") => ["01fe"]
"\x01\xfe".unpack("H3") => ["01f"]

["01fe"].pack("H*") => "\001\376"

c

char (8bit 有符號(hào)整數(shù))

"\001\376".unpack("c*") => [1, -2]

[1, -2].pack("c*") => "\001\376"
[1, 254].pack("c*") => "\001\376"

C

unsigned char (8bit 無(wú)符號(hào)整數(shù))

"\001\376".unpack("C*") => [1, 254]

[1, -2].pack("C*") => "\001\376"
[1, 254].pack("C*") => "\001\376"

s

short (16bit 有符號(hào)整數(shù), 取決于Endian) (s! 并非16bit, 它取決于short的大小)

小Endian:

"\001\002\376\375".unpack("s*") => [513, -514]

[513, 65022].pack("s*") => "\001\002\376\375"
[513, -514].pack("s*") => "\001\002\376\375"

大Endian:

"\001\002\376\375".unpack("s*") => [258, -259]

[258, 65277].pack("s*") => "\001\002\376\375"
[258, -259].pack("s*") => "\001\002\376\375"

S

unsigned short (16bit 無(wú)符號(hào)整數(shù), 取決于Endian) (S!并非16bit,它取決于short 的大小)

小Endian:

"\001\002\376\375".unpack("S*") => [513, 65022]

[513, 65022].pack("s*") => "\001\002\376\375"
[513, -514].pack("s*") => "\001\002\376\375"

大Endian:

"\001\002\376\375".unpack("S*") => [258, 65277]

[258, 65277].pack("S*") => "\001\002\376\375"
[258, -259].pack("S*") => "\001\002\376\375"

i

int (有符號(hào)整數(shù), 取決于Endian和int的大小)

小Endian, 32bit int:

"\001\002\003\004\377\376\375\374".unpack("i*") => [67305985, -50462977]

[67305985, 4244504319].pack("i*") => RangeError
[67305985, -50462977].pack("i*") => "\001\002\003\004\377\376\375\374"

大Endian, 32bit int:

"\001\002\003\004\377\376\375\374".unpack("i*") => [16909060, -66052]

[16909060, 4294901244].pack("i*") => RangeError
[16909060, -66052].pack("i*") => "\001\002\003\004\377\376\375\374"

I

unsigned int (無(wú)符號(hào)整數(shù), 取決于Endian和int的大小)

小Endian, 32bit int:

"\001\002\003\004\377\376\375\374".unpack("I*") => [67305985, 4244504319]

[67305985, 4244504319].pack("I*") => "\001\002\003\004\377\376\375\374"
[67305985, -50462977].pack("I*") => "\001\002\003\004\377\376\375\374"

大Endian, 32bit int:

"\001\002\003\004\377\376\375\374".unpack("I*") => [16909060, 4294901244]

[16909060, 4294901244].pack("I*") => "\001\002\003\004\377\376\375\374"
[16909060, -66052].pack("I*") => "\001\002\003\004\377\376\375\374"

l

long (32bit 有符號(hào)整數(shù), 取決于Endian) (l! 并非32bit, 它取決于long的大小)

小Endian, 32bit long:

"\001\002\003\004\377\376\375\374".unpack("l*") => [67305985, -50462977]

[67305985, 4244504319].pack("l*") => RangeError
[67305985, -50462977].pack("l*") => "\001\002\003\004\377\376\375\374"

L

unsigned long (32bit 無(wú)符號(hào)整數(shù), 取決于Endian) (L! 并非32bit, 它取決于long的大小)

小Endian, 32bit long:

"\001\002\003\004\377\376\375\374".unpack("L*") => [67305985, 4244504319]

[67305985, 4244504319].pack("L*") => "\001\002\003\004\377\376\375\374"
[67305985, -50462977].pack("L*") => "\001\002\003\004\377\376\375\374"

q

ruby 1.7 特性: long long (有符號(hào)整數(shù), 取決于Endian和long long 的大小) (在C中無(wú)法處理long long時(shí), 就是64bit)

小Endian, 64bit long long:

"\001\002\003\004\005\006\007\010\377\376\375\374\373\372\371\370".unpack("q*")
=> [578437695752307201, -506097522914230529]

[578437695752307201, -506097522914230529].pack("q*")
=> "\001\002\003\004\005\006\a\010\377\376\375\374\373\372\371\370"
[578437695752307201, 17940646550795321087].pack("q*")
=> "\001\002\003\004\005\006\a\010\377\376\375\374\373\372\371\370"

Q

ruby 1.7 特性: unsigned long long (無(wú)符號(hào)整數(shù), 取決于Endian和 long long 的大小) (在C中無(wú)法處理long long時(shí), 就是64bit)

小Endian, 64bit long long:

"\001\002\003\004\005\006\007\010\377\376\375\374\373\372\371\370".unpack("Q*")
=> [578437695752307201, 17940646550795321087]

[578437695752307201, 17940646550795321087].pack("Q*")
=> "\001\002\003\004\005\006\a\010\377\376\375\374\373\372\371\370"
[578437695752307201, -506097522914230529].pack("Q*")
=> "\001\002\003\004\005\006\a\010\377\376\375\374\373\372\371\370"

m

被base64編碼過(guò)的字符串。每隔60個(gè)八位組(或在結(jié)尾)添加一個(gè)換行代碼。

Base64是一種編碼方法, 它只使用ASCII碼中的65個(gè)字符(包括[A-Za-z0-9+/]這64字符和用來(lái)padding的'='),將3個(gè)八位組(8bits * 3 = 24bits)中的二進(jìn)制代碼轉(zhuǎn)為4個(gè)(6bits * 4 = 24bits)可印刷的字符。具體細(xì)節(jié)請(qǐng)參考RFC2045。

[""].pack("m") => ""
["\0"].pack("m") => "AA==\n"
["\0\0"].pack("m") => "AAA=\n"
["\0\0\0"].pack("m") => "AAAA\n"
["\377"].pack("m") => "/w==\n"
["\377\377"].pack("m") => "http://8=\n"
["\377\377\377"].pack("m") => "http:////\n"

["abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"].pack("m")
=> "YWJjZGVmZ2hpamtsbW5vcHFyc3R1dnd4eXpBQkNERUZHSElKS0xNTk9QUVJT\nVFVWV1hZWg==\n"
["abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"].pack("m3")
=> "YWJj\nZGVm\nZ2hp\namts\nbW5v\ncHFy\nc3R1\ndnd4\neXo=\n"

"".unpack("m") => [""]
"AA==\n".unpack("m") => ["\000"]
"AA==".unpack("m") => ["\000"]

"YWJjZGVmZ2hpamtsbW5vcHFyc3R1dnd4eXpBQkNERUZHSElKS0xNTk9QUVJT\nVFVWV1hZWg==\n".unpack("m")
=> ["abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"]
"YWJjZGVmZ2hpamtsbW5vcHFyc3R1dnd4eXpBQkNERUZHSElKS0xNTk9QUVJTVFVWV1hZWg==\n".unpack("m")
=> ["abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"]

M

經(jīng)過(guò)quoted-printable encoding編碼的字符串

["a b c\td \ne"].pack("M") => "a b c\td =\n\ne=\n"

"a b c\td =\n\ne=\n".unpack("M") => ["a b c\td \ne"]

n

網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序(大Endian)的unsigned short (16bit 無(wú)符號(hào)整數(shù))

[0,1,-1,32767,-32768,65535].pack("n*")
=> "\000\000\000\001\377\377\177\377\200\000\377\377"

"\000\000\000\001\377\377\177\377\200\000\377\377".unpack("n*")
=> [0, 1, 65535, 32767, 32768, 65535]

N

網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序(大Endian)的unsigned long (32bit 無(wú)符號(hào)整數(shù))

[0,1,-1].pack("N*") => "\000\000\000\000\000\000\000\001\377\377\377\377"

"\000\000\000\000\000\000\000\001\377\377\377\377".unpack("N*") => [0, 1, 4294967295]

v

"VAX"字節(jié)順序(小Endian)的unsigned short (16bit 無(wú)符號(hào)整數(shù))

[0,1,-1,32767,-32768,65535].pack("v*")
=> "\000\000\001\000\377\377\377\177\000\200\377\377"

"\000\000\001\000\377\377\377\177\000\200\377\377".unpack("v*")
=> [0, 1, 65535, 32767, 32768, 65535]

V

"VAX"字節(jié)順序(小Endian)的unsigned long (32bit 無(wú)符號(hào)整數(shù))

[0,1,-1].pack("V*") => "\000\000\000\000\001\000\000\000\377\377\377\377"

"\000\000\000\000\001\000\000\000\377\377\377\377".unpack("V*") => [0, 1, 4294967295]

f

單精度浮點(diǎn)數(shù)(取決于系統(tǒng))

IA-32 (x86) (IEEE754 單精度小Endian):
```
[1.0].pack("f") => "\000\000\200?"
```
sparc (IEEE754 單精度大Endian):
```
[1.0].pack("f") => "?\200\000\000"
```
d

雙精度浮點(diǎn)數(shù)(取決于系統(tǒng))

IA-32 (IEEE754 雙精度小Endian):
```
[1.0].pack("d") => "\000\000\000\000\000\000\360?"
```
sparc (IEEE754 雙精度大Endian):
```
[1.0].pack("d") => "?\360\000\000\000\000\000\000"
```
e

小Endian的單精度浮點(diǎn)數(shù)(取決于系統(tǒng))

IA-32:
```
[1.0].pack("e") => "\000\000\200?"
```
sparc:
```
[1.0].pack("e") => "\000\000\200?"
```

E

小Endian的雙精度浮點(diǎn)數(shù)(取決于系統(tǒng))

IA-32:

[1.0].pack("E") => "\000\000\000\000\000\000\360?"

sparc:

[1.0].pack("E") => "\000\000\000\000\000\000\360?"

g

大Endian的單精度浮點(diǎn)數(shù)(取決于系統(tǒng))

IA-32:
```
[1.0].pack("g") => "?\200\000\000"
```
sparc:
```
[1.0].pack("g") => "?\200\000\000"
```

G

大Endian的雙精度浮點(diǎn)數(shù)(取決于系統(tǒng))

IA-32:

[1.0].pack("G") => "?\360\000\000\000\000\000\000"

sparc:

[1.0].pack("G") => "?\360\000\000\000\000\000\000"

p

指向null終點(diǎn)字符串的指針

[""].pack("p") => "\310\037\034\010"
["a", "b", "c"].pack("p3") => " =\030\010\340^\030\010\360^\030\010"
[nil].pack("p") => "\000\000\000\000"

P

指向結(jié)構(gòu)體(定長(zhǎng)字符串)的指針

[nil].pack("P") => "\000\000\000\000"
["abc"].pack("P3") => "x*\024\010"

["abc"].pack("P4") => ArgumentError: too short buffer for P(3 for 4)
[""].pack("P") => ArgumentError: too short buffer for P(0 for 1)

u

被uuencode編碼的字符串

[""].pack("u") => ""
["a"].pack("u") => "!80``\n"
["abc"].pack("u") => "#86)C\n"
["abcd"].pack("u") => "$86)C9```\n"
["a"*45].pack("u") => "M86%A86%A86%A86%A86%A86%A86%A86%A86%A86%A86%A86%A86%A86%A86%A\n"
["a"*46].pack("u") => "M86%A86%A86%A86%A86%A86%A86%A86%A86%A86%A86%A86%A86%A86%A86%A\n!80``\n"
["abcdefghi"].pack("u6") => "&86)C9&5F\n#9VAI\n"

U

utf-8

[0].pack("U") => "\000"
[1].pack("U") => "\001"
[0x7f].pack("U") => "\177"
[0x80].pack("U") => "\302\200"
[0x7fffffff].pack("U") => "\375\277\277\277\277\277"
[0x80000000].pack("U") => ArgumentError
[0,256,65536].pack("U3") => "\000\304\200\360\220\200\200"

"\000\304\200\360\220\200\200".unpack("U3") => [0, 256, 65536]
"\000\304\200\360\220\200\200".unpack("U") => [0]
"\000\304\200\360\220\200\200".unpack("U*") => [0, 256, 65536]

w

BER壓縮整數(shù)

用7位來(lái)表現(xiàn)1字節(jié), 這樣就能以最少的字節(jié)數(shù)來(lái)表現(xiàn)任意大小的0以上的整數(shù)。各字節(jié)的最高位中除了數(shù)據(jù)的末尾以外,肯定還有個(gè)1(也就是說(shuō), 最高位可以表示數(shù)據(jù)伸展到的位置)。

BER是Basic Encoding Rules的縮略語(yǔ)(BER并非只能處理整數(shù)。ASN.1的編碼中也用到了它)
x

讀入null字節(jié)/1字節(jié)
X

后退1字節(jié)
@

向絕對(duì)位置移動(dòng)

用例

下面是一些pack/unpack的用例。

其實(shí)有的問(wèn)題并不需要使用pack, 但我們還是給了出它的例子。主要是因?yàn)閜ack很容易進(jìn)行加密, 我們想向不愿使用pack的人提供一點(diǎn)新思路。

將數(shù)值(字符代碼)的數(shù)組變?yōu)樽址睦?/p>

p [82, 117, 98, 121].pack("cccc")
=> "Ruby"

p [82, 117, 98, 121].pack("c4")
=> "Ruby"

p [82, 117, 98, 121].pack("c*")
=> "Ruby"

s = ""
[82, 117, 98, 121].each {|c| s << c}
p s
=> "Ruby"

p [82, 117, 98, 121].collect {|c| sprintf "%c", c}.join
=> "Ruby"

p [82, 117, 98, 121].inject("") {|s, c| s << c}
=> "Ruby"

將字符串變?yōu)閿?shù)值(字符代碼)的數(shù)組的例子

p "Ruby".unpack('C*')
=> [82, 117, 98, 121]

a = []
"Ruby".each_byte {|c| a << c}
p a
=> [82, 117, 98, 121]

可以用"x"來(lái)處理null字節(jié)

p [82, 117, 98, 121].pack("ccxxcc")
=> "Ru\000\000by"

可以用"x"來(lái)讀取字符

p "Ru\0\0by".unpack('ccxxcc')
=> [82, 117, 98, 121]

將Hex dump變?yōu)閿?shù)值數(shù)組的例子

p "61 62 63 64 65 66".delete(' ').to_a.pack('H*').unpack('C*')
=> [97, 98, 99, 100, 101, 102]

p "61 62 63 64 65 66".split.collect {|c| c.hex}
=> [97, 98, 99, 100, 101, 102]

在二進(jìn)制和16進(jìn)制數(shù)的pack中, 指定的長(zhǎng)度并不是指生成的字節(jié)數(shù), 而是指位或半字節(jié)的個(gè)數(shù)

p [0b01010010, 0b01110101, 0b01100010, 0b01111001].pack("C4")
=> "Ruby"
p ["01010010011101010110001001111001"].pack("B32") # 8 bits * 4
=> "Ruby"

p [0x52, 0x75, 0x62, 0x79].pack("C4")
=> "Ruby"
p ["52756279"].pack("H8")  # 2 nybbles * 4
=> "Ruby"

模板字符'a'的長(zhǎng)度指定只適用于一個(gè)字符串

p  ["RUBY", "u", "b", "y"].pack("a4")
=> "RUBY"

p ["RUBY", "u", "b", "y"].pack("aaaa")
=> "Ruby"

p ["RUBY", "u", "b", "y"].pack("a*aaa")
=> "RUBYuby"

在模板字符"a"中, 若長(zhǎng)度不夠時(shí), 就用null字符進(jìn)行填充
```
p ["Ruby"].pack("a8")
=> "Ruby\000\000\000\000"
```

小Endian和大Endian

p [1,2].pack("s2")
=> "\000\001\000\002" # 在大Endian的系統(tǒng)中的輸出
=> "\001\000\002\000" # 在小Endian的系統(tǒng)中的輸出

p [1,2].pack("n2")
=> "\000\001\000\002" # 系統(tǒng)無(wú)關(guān)的大Endian

p [1,2].pack("v2")
=> "\001\000\002\000" # 系統(tǒng)無(wú)關(guān)的小Endian

網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序的 signed long

s = "\xff\xff\xff\xfe"
n = s.unpack("N")[0]
if n[31] == 1
  n = -((n ^ 0xffff_ffff) + 1)
end
p n
=> -2

網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序的 signed long(第2個(gè))

s = "\xff\xff\xff\xfe"
p n = s.unpack("N").pack("l").unpack("l")[0]
=> -2

IP地址

require 'socket'
p Socket.gethostbyname("localhost")[3].unpack("C4").join(".")
=> "127.0.0.1"

p "127.0.0.1".split(".").collect {|c| c.to_i}.pack("C4")
=> "\177\000\000\001"

sockaddr_in 結(jié)構(gòu)體

require 'socket'
p [Socket::AF_INET,
   Socket.getservbyname('echo'),
   127, 0, 0, 1].pack("s n C4 x8")
=> "\002\000\000\a\177\000\000\001\000\000\000\000\000\000\000\000"

ruby 1.7 特性: 除了pack/unpack以外, 您還可以使用Socket.pack_sockaddr_in 和 Socket.unpack_sockaddr_in方法。

'\0'終點(diǎn)字符串的地址

模板字符 "p" 和 "P"是為了處理C語(yǔ)言層的接口而存在的(例如ioctl)。
```
p ["foo"].pack("p")
=> "8\266\021\010"
```
結(jié)果字符串看起來(lái)亂七八糟, 實(shí)際上它表示的是字符串"foo\0"的地址(二進(jìn)制形式)。您可以像下面這樣,把它變成您熟悉的形式
```
printf "%#010x\n", "8\266\021\010".unpack("L")[0]
=> 0x0811b638
```
在pack的結(jié)果被GC回收之前, 地址所指的對(duì)象(在本例中是"foo\0")保證不會(huì)被GC所回收.

您只能使用pack的結(jié)果來(lái)unpack("p")和unpack("P")。
```
p ["foo"].pack("p").unpack("p")
=> ["foo"]
p "8\266\021\010".unpack("p")
=> -:1:in `unpack': no associated pointer (ArgumentError)
        from -:1
```
ruby 1.7 特性: "p"和"P"被解釋為NULL指針, 它負(fù)責(zé)對(duì)nil進(jìn)行特殊的處理。(下面是在普通的32bit機(jī)器上的結(jié)果)
```
p [nil].pack("p")        #=> "\000\000\000\000"
p "\0\0\0\0".unpack("p") #=> [nil]
```
結(jié)構(gòu)體的地址

例如, 表示
```
struct {
  int   a;
  short b;
  long  c;
} v = {1,2,3};
```
的字符串是
```
v = [1,2,3].pack("i!s!l!")
```
(考慮到byte alignment的問(wèn)題, 可能需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)膒adding才行)

您可以使用
```
p [v].pack("P")
=> "\300\265\021\010"
```
來(lái)獲得指向該結(jié)構(gòu)體的地址。

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pack模板字符串

用例