Pythonでバイナリファイルを読み込む

2023.07.10

Pythonでバイナリファイルを読み込むには、以下の手順を実行します。

バイナリファイルを開く

バイナリファイルを読み込むために、open() 関数を使用してファイルを開きます。ファイルパスを指定し、モードとして ‘rb’ を指定します。これは、読み取りモードでバイナリファイルを開くことを意味します。

with open('file.bin', 'rb') as file:
    # バイナリファイルを読み取り専用で開く

ファイルオブジェクトを使用して、バイナリデータを読み取ります。バイナリファイルでは、データはバイト（byte）の列として表現されます。例えば、read() メソッドを使用して指定されたバイト数を読み取ることができます。

with open('file.bin', 'rb') as file:
    data = file.read(100)  # 最大100バイトのデータを読み取る

読み取ったバイナリデータを必要に応じて処理します。バイナリデータは通常、バイト列として扱われます。処理方法はデータの種類や目的によって異なります。

with open('file.bin', 'rb') as file:
    data = file.read(100)
    # バイナリデータの処理を行う
    # 例: バイトごとにループして処理する
    for byte in data:
        print(byte)

ファイルを読み終わったら、最後にファイルを閉じます。with ステートメントを使用すると、ファイルを自動的に閉じることができます。

with open('file.bin', 'rb') as file:
    data = file.read(100)
    # バイナリデータの処理を行う

# ファイルは自動的に閉じられる

以上の手順に従ってバイナリファイルを読み込むことができます。バイナリデータの解析や処理方法は、データの構造や目的によって異なるため、適切な方法を選択してください。

バイナリデータを構造化

Pythonの struct モジュールを使用すると、バイナリデータを構造化して解析および生成することができます。

struct モジュールは、バイナリデータとPythonのデータ型の相互変換を行うための関数が提供されています。

以下は、struct モジュールの基本的な使用方法の例です。

import struct

# バイナリデータの解析
data = b'\x01\x02\x03\x04\x05'
result = struct.unpack('BBBBB', data)
print(result)  # (1, 2, 3, 4, 5)

# バイナリデータの生成
values = (1, 2, 3, 4, 5)
packed_data = struct.pack('BBBBB', *values)
print(packed_data)  # b'\x01\x02\x03\x04\x05'

上記の例では、struct.unpack() 関数を使用してバイナリデータを解析しています。unpack() 関数は、第1引数にフォーマット文字列を指定し、第2引数に解析するバイナリデータを渡します。フォーマット文字列は、バイナリデータの構造を示すための特定のコードを使用して定義されます。

また、struct.pack() 関数を使用して逆にPythonのデータをバイナリデータに変換することもできます。pack() 関数は、第1引数にフォーマット文字列を指定し、続く引数に変換するPythonのデータを渡します。

フォーマット文字列は、バイナリデータの各フィールドの型やバイト数、エンディアン（バイトオーダー）などを指定します。フォーマット文字列の一部のコードには、B（符号なしバイト）、H（符号なしショート）、I（符号なし整数）、f（単精度浮動小数点数）などがあります。詳細な情報は公式ドキュメントを参照してください。

struct — バイト列をパックされたバイナリデータとして解釈する

structモジュールは、バイナリデータの解析や生成に非常に便利ですが、正確なフォーマット文字列を指定する必要があります。データの型や構造によっては、適切なフォーマット文字列を確認し、使用する必要があります。

import struct

# 対象ファイル
BIN_FILE = "file.bin"

# データ一覧
Data_List = [
    #   データ名,    型,     サイズ
    [   'Data_UC',  'B',    1       ],
    [   'Data_SC',  'b',    1       ],
    [   'Data_US',  'H',    2       ],
    [   'Data_SS',  'h',    2       ],
    [   'Data_UI',  'I',    4       ],
    [   'Data_SI',  'i',    4       ],
    [   'Data_F',   'f',    4       ],
    [   'Data_D',   'd',    8       ]
]

with open(BIN_FILE,"rb") as f:
    d = f.read()
    # バイナリファイルを読み出し

offset = 0

#配列数分繰り返す
for i in range(len(Data_List)):
    BinData = struct.unpack_from(Data_List[i][1], d, offset)[0]
    offset = offset + Data_List[i][2]
    print(BinData)
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