在Python中扁平化或序列化数据以使其仅包含数据字节的适当方式是什么？

Question

我是一个刚开始学习LabVIEW的重度Python用户。我经常与工业和航空航天设备打交道，我经常需要做的事情是处理一些数据，然后以二进制形式通过某种通信协议导出这些数据。例如，假设我有一个包含struct/cluster/other-complex- data -element的数据包，该数据元素具有以下底层数据元素：

sync -无符号32位整数

time -64位双精度

有效负载ID -16位有符号整数

source -16-但带符号整数

目标-16位有符号整数

有效负载长度- 32位有符号整数

数据1-8位无符号整数

数据2-8位无符号整数

数据3-8位无符号整数

数据4-8位无符号整数

数据4-64位双精度

数据5-32位单字节

数据6- 16位无符号整数

crc -32位无符号整数

(此帧应为42字节长)

我称之为帧，其中有一些报头信息，一个有效载荷，然后是crc，我想这是我正在创建的内容的通用术语。数据类型及其在字节流中的位置至关重要。任何无关或丢失的字节都会破坏数据传输协议，并且数据是不能容忍的。

我的问题是：

如何在Python中轻松实现这一点？在LabVIEW (可能还有其他语言)中，有一些很好的内置函数和方法可以清楚地定义数据类型，然后将它们扁平化成非常有效的字节字符串。似乎在挑选的时候，有些事情是我不明白的。

在我的示例代码中，我有一个简单的函数来获取一些内存信息，然后序列化它。我期望整数版本有88个字节，浮点版本有172个字节，但我得到的分别是87和115字节。这是代码，谢谢你的帮助！

import psutil
import time
import pickle

def getMemoryInfo():

    while True:
        virtual_memory = psutil.virtual_memory()
        swap_memory = psutil.swap_memory()
        memoryInfo = list(virtual_memory+swap_memory)
        # memoryInfo = [float(x) for x in memoryInfo]
        time.sleep(1.000)
        print(memoryInfo)
        string = pickle.dumps(memoryInfo)
        print(string)
        print(len(memoryInfo))
        print(len(string))

getMemoryInfo()

Answer 1

struct模块为我工作。它比我希望的要乏味一点，但它工作得很好。下面是我最终使用的代码：

定义负载(build_frame，payload_class，payload_id，build_frame，destination)：

# form frame header and payload
frame = {"sync": int(0x64617665),
         "absolute_time": time.time(),
         "relative_time": time.monotonic(),
         "source": int(source),
         "destination": int(destination),
         "counter": 0,
         "payload_class": int(payload_class),
         "payload_id": int(payload_id),
         "payload_length": int(len(payload)),
         "payload": payload}

# form bytearray to crc
sync = (struct.pack('<I', frame['sync']))
absolute_time = (struct.pack('<d', frame['absolute_time']))
relative_time = (struct.pack('<d', frame['relative_time']))
source = (struct.pack('i', frame['source']))
destination = (struct.pack('i', frame['destination']))
counter = (struct.pack('I', frame['counter']))
payload_class = (struct.pack('i', frame['payload_class']))
payload_id = (struct.pack('i', frame['payload_id']))
payload_length = (struct.pack('i', frame['payload_length']))
payload_bytes = frame['payload']
crc_bytes = sync + absolute_time + relative_time + source + destination + counter + payload_class + payload_id + payload_length + payload_bytes

# crc bytes and add to frame
frame['crc'] = binascii.crc32(crc_bytes)

return frame