利用pack()函数进行二进制数据打包和解包

对于网络通信及文件存储过程中，数据需以二进制形式进行传输及存储。PHP提供了pack()函数用于将不同类型的数据打包成一个二进制字符串，反之unpack()函数用于解包一个二进制字符串为原始数据，下面将从多个方面详细阐述pack()函数的应用及使用方法。

一、pack()函数概述

pack()函数的基本语法如下：

    string pack(string $format, mixed $args1 [, mixed $args2...]);

其中，$format是格式字符串，用于指定要打包的数据类型及数据顺序；$args是要打包的数据参数。pack()函数会将所指定的参数按照格式字符串中指定的顺序打包成二进制字符串并返回。

下面将介绍常用的数据类型及其格式说明符：

整型：i表示有符号整型，I表示无符号整型，n表示无符号短整型，N表示无符号长整型
浮点型：f表示单精度浮点型，d表示双精度浮点型
布尔型：c表示char型，将任何非零值打包为字符1，而0打包为空字符
字符串：a表示字符串。

下面给出一个实际的例子，将整型数值2和浮点型数值3.14打包成一个二进制字符串：

    $binary_data = pack("If", 2, 3.14);

执行后，$binary_data的值为二进制字符串”\x02\x9c\x28\x5c\x8f\xc2\xf5\x3f”。

二、pack()函数格式字符串的使用方法

在使用pack()函数时，格式字符串的正确使用十分重要，下面介绍pack()函数格式字符串的使用方法。

1、指定数据类型及数据顺序：格式字符串首先需要指定要打包的数据类型及数据顺序，如’i’表示有符号整型，’I’表示无符号整型，’n’表示无符号短整型，’N’表示无符号长整型等，而’!’表示不受主机字节序的影响，使用网络字节序。

2、指定数据长度：格式字符串可以通过数字及’*’来重复指定数据类型，如’2i’表示两个有符号整型，’3*’表示三个字符串，’*’表示剩余部分打包为字符串。

3、指定数据的字节序：格式字符串也可以使用’H’、’h’、’s’、’S’、’l’及’L’来指定不同的字节序。如’H’表示按照高位优先的十六进制数据格式打包成字符串（也称big-endian字节序），’h’表示按照低位优先的十六进制数据格式打包成字符串（也称little-endian字节序），’s’表示按照本机字节序的短整型数据格式打包成字符串，’S’表示按照网络字节序的无符号短整型数据格式打包成字符串，’l’表示按照本机字节序的长整型数据格式打包成字符串，’L’表示按照网络字节序的无符号长整型数据格式打包成字符串。

下面给出一个实际的例子，将整型数值2、长整型数值4000000000、无符号短整型数值65535及字符串“hello” 打包成一个二进制字符串：

    $binary_data = pack("InS5a", 2, 4000000000, 65535, 'hello');

三、unpack()函数概述

unpack()函数是pack()函数的反向操作，用于将一个二进制数据字符串解包成原始数据。unpack()函数的基本语法如下：

    mixed unpack(string $format, string $binary_string);

其中，$format是格式字符串，用于指定解包的数据类型及数据顺序；$binary_string是要解包的二进制字符串。

unpack()函数返回解包后的数据，数据类型及数据顺序与pack()函数的$format字符串对应。如果要解包的数据包含多个类型的数据，则返回一个关联数组。

四、应用举例

1、打包IPv4地址信息

下面代码演示如何将IPv4地址信息打包成一个二进制字符串：

    $ip = "192.168.1.100";
    $binary_ip = pack("CCCC",...explode('.', $ip));

执行后，$binary_ip的值为二进制字符串”\xC0\xA8\x01\x64″（十进制为192.168.1.100）。

2、发送结构化数据

下面代码演示如何将结构化数据（例：用户名和密码）以二进制数据形式发送到服务器端：

    $username = "user";
    $password = "123456";
    $binary_data = pack("a20a20", $username, $password);
    socket_write($socket, $binary_data);

其中，’a20’表示长度为20的字符串。

3、解包结构化数据

下面代码演示如何将服务器端返回的二进制数据解包成结构化数据（例：用户名和密码）：

    $packet = socket_read($socket, 1024);
    $result = unpack("a20username/a20password", $packet);
    echo "Login Success: " . trim($result['username']) . " " . trim($result['password']);

其中，’a20username’表示长度为20的字符串类型数据命名为username，’a20password’表示长度为20的字符串类型数据命名为password。

总结

本文详细阐述了利用pack()函数进行二进制数据打包和解包的方法及应用，掌握了本文所述内容后，可以更好地处理二进制数据相关的工作，提高程序的效率及可读性。

原创文章，作者：小蓝，如若转载，请注明出处：https://www.506064.com/n/252095.html