Question

我发现使用Python读取二进制文件特别困难。你能帮我个忙吗？我需要阅读这个文件，它在Fortran 90中很容易被

读取

int*4 n_particles, n_groups
real*4 group_id(n_particles)
read (*) n_particles, n_groups
read (*) (group_id(j),j=1,n_particles)

详细说明，文件格式为：

Bytes 1-4 -- The integer 8.
Bytes 5-8 -- The number of particles, N.
Bytes 9-12 -- The number of groups.
Bytes 13-16 -- The integer 8.
Bytes 17-20 -- The integer 4*N.
Next many bytes -- The group ID numbers for all the particles.
Last 4 bytes -- The integer 4*N.

我如何用Python阅读？我尝试了一切，但从未奏效。我有没有机会在python中使用f90程序，读取这个二进制文件，然后保存我需要使用的数据？

Answer 1

阅读二进制文件内容，如下所示：

with open(fileName, mode='rb') as file: # b is important -> binary
    fileContent = file.read()

然后使用struct.unpack“解压缩”二进制数据：

起始字节：struct.unpack("iiiii", fileContent[:20])

正文：忽略标题字节和尾随字节（= 24）;剩下的部分形成了主体，要知道正文中的字节数做整数除以4;获得的商乘以字符串'i'，以便为解包方法创建正确的格式：

struct.unpack("i" * ((len(fileContent) -24) // 4), fileContent[20:-4])

结束字节：struct.unpack("i", fileContent[-4:])

Answer 2

一般情况下，我建议您考虑使用Python的struct模块。它是Python的标准，将问题的规范转换为适合struct.unpack()的格式字符串应该很容易。

请注意，如果有＆＃34;＆＃34;隐形＆＃34;在字段之间/周围填充，您需要弄清楚并将其包含在unpack()调用中，否则您将读取错误的位。

读取文件的内容以便解压缩是非常简单的：

import struct

data = open("from_fortran.bin", "rb").read()

(eight, N) = struct.unpack("@II", data)

这会解压缩前两个字段，假设它们从文件的最开头开始（没有填充或无关数据），并且还假设是本机字节顺序（@符号）。格式化字符串中的I表示＆＃34;无符号整数，32位＆＃34;。

Answer 3

您可以使用numpy.fromfile，它可以读取文本和二进制文件中的数据。您将首先使用numpy.dtype构建表示文件格式的数据类型，然后使用numpy.fromfile从文件中读取此类型。

Answer 4

要将二进制文件读取到bytes对象中：

from pathlib import Path
data = Path('/path/to/file').read_bytes()  # Python 3.5+

要从数据的字节0-3创建int，

i = int.from_bytes(data[:4], byteorder='little', signed=False)

要从数据中解压缩多个int：

import struct
ints = struct.unpack('iiii', data[:16])

Answer 5

我也发现在读取和写入二进制文件方面缺少Python，因此我编写了一个小模块（适用于Python 3.6 +）。

使用binaryfile，您会做类似的事情（我猜是因为我不了解Fortran）：

import binaryfile

def particle_file(f):
    f.array('group_ids')  # Declare group_ids to be an array (so we can use it in a loop)
    f.skip(4)  # Bytes 1-4
    num_particles = f.count('num_particles', 'group_ids', 4)  # Bytes 5-8
    f.int('num_groups', 4)  # Bytes 9-12
    f.skip(8)  # Bytes 13-20
    for i in range(num_particles):
        f.struct('group_ids', '>f')  # 4 bytes x num_particles
    f.skip(4)

with open('myfile.bin', 'rb') as fh:
    result = binaryfile.read(fh, particle_file)
print(result)

哪个会产生这样的输出：

{
    'group_ids': [(1.0,), (0.0,), (2.0,), (0.0,), (1.0,)],
    '__skipped': [b'\x00\x00\x00\x08', b'\x00\x00\x00\x08\x00\x00\x00\x14', b'\x00\x00\x00\x14'],
    'num_particles': 5,
    'num_groups': 3
}

我使用skip（）跳过了Fortran添加的其他数据，但是您可能想添加一个实用程序来正确处理Fortran记录。如果这样做，将欢迎请求请求。

用python读取二进制文件

6 个答案: