Pythonのstructモジュールの使い方【初心者向け】

初心者向けにPythonのstructモジュールの使い方について解説しています。structはPythonでバイナリデータを扱う際に使用されます。基本構文と指定できる値、実例について見ていきましょう。

TechAcademyマガジンはオンラインのプログラミングスクールTechAcademy [テックアカデミー]が運営する教育×テクノロジーのWebメディアです。初心者でもすぐ勉強できる記事が2,000以上あります。

Pythonのstructモジュールの使い方について解説します。

Pythonについてそもそもよく分からないという方は、Pythonとは何なのか解説した記事をまずご覧ください。

 

なお本記事は、TechAcademyのPythonオンライン講座の内容をもとにしています。

 

田島悠介

今回は、Pythonに関する内容だね!

大石ゆかり

どういう内容でしょうか?

田島悠介

structモジュールの使い方について詳しく説明していくね!

大石ゆかり

お願いします!

 

structモジュールとは

struct とは、 Python でバイナリデータを処理するためのモジュールです。バイナリとはもともと2進数の意味です。コンピューターで扱えるデータは全てバイナリデータですが、一般的に人間が読んで理解できるテキストデータと対比して用いられます。

バイナリデータは Python で bytes 型で表現されます。struct モジュールを使うと細かくフォーマットを指定してバイナリデータを作成したり、バイナリデータから数値等に変換を行うことができます。バイナリデータでは、センサーや制御機器への入出力で多く用いられます。Python で IoT機器を制御したり、 Raspberry pi のようなシングルボードコンピュータを利用する場合などで多く用いられます。

 

structモジュールの使い方

struct は Python の標準ライブラリです。importすることで使用できます。

from struct import *

主な使い方は、値のパックとアンパックです。パックとは、数値型などの値をフォーマットを指定して bytes 型に変換することです。値はカンマで区切って複数指定できます。

pack(フォーマット, 値)

アンパックは、逆に bytes 型のバイナリデータをもとの型の値に変換します。

unpack(フォーマット, バイナリデータ)

フォーマットには以下のような値を指定できます。

フォーマット C言語の型 Pythonの型 サイズ
b  signed char 整数  1
h  short 整数  2
l long 整数  4

その他のメソッドやフォーマットについては、公式ドキュメントを参考にしてください。

https://docs.python.jp/3/library/struct.html

 

[PR] Pythonで挫折しない学習方法を動画で公開中

実際に書いてみよう

今回のサンプルプログラムでは、struct モジュールの使い方を確認します。プログラムは Python インタプリタで入力していきます。まずは必要なライブラリをインポートします。

from struct import *

はじめに、数値をパックして data という変数に代入します。フォーマットの「h」はサイズを2バイトで、「l」は4バイトで値を表現することを表します。

data = pack('hhl', 1, 2, 3)

type メソッドで data変数の型を確認しましょう。

type(data)

実行結果は以下のようになります。data変数は bytes 型であることが確認できます。

bytes

data変数の中身を見てみましょう。

data

 

実行結果は以下のようになります。

b'\x01\x00\x02\x00\x00\x00\x00\x00\x03\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00'

次に data変数をアンパックしてみましょう。

unpack('hhl', data)

実行結果は以下のようになります。tuple型の要素で値が返却されます。

(1, 2, 3)

 

この記事を監修してくれた方

太田和樹(おおたかずき)
ITベンチャー企業のPM兼エンジニア

普段は主に、Web系アプリケーション開発のプロジェクトマネージャーとプログラミング講師を行っている。守備範囲はフロントエンド、モバイル、サーバサイド、データサイエンティストと幅広い。その幅広い知見を生かして、複数の領域を組み合わせた新しい提案をするのが得意。

開発実績:画像認識技術を活用した駐車場混雑状況把握(実証実験)、音声認識を活用したヘルプデスク支援システム、Pepperを遠隔操作するアプリの開発、大規模基幹系システムの開発・導入マネジメント

地方在住。仕事のほとんどをリモートオフィスで行う。通勤で消耗する代わりに趣味のDIYや家庭菜園、家族との時間を楽しんでいる。

 

大石ゆかり

内容分かりやすくて良かったです!

田島悠介

ゆかりちゃんも分からないことがあったら質問してね!

大石ゆかり

分かりました。ありがとうございます!

オンラインのプログラミングスクールTechAcademyではPythonを使って機械学習の基礎を学ぶPythonオンライン講座を開催しています。

初心者向けの書籍を使って人工知能(AI)や機械学習について学ぶことができます。

現役エンジニアがパーソナルメンターとして受講生に1人ずつつき、マンツーマンのメンタリングで学習をサポートし、最短4週間で習得することが可能です。

また、現役エンジニアから学べる無料のプログラミング体験会も実施しているので、ぜひ参加してみてください。