目标

使用 struct 模块为新农田设置最终数据细分。

在道路尽头有一个服务站，负责管理已建成的新农田和已种植的作物。在这里，我们将检查并处理已种植作物的数据以及农田的产量预估。与本章的其他关卡一样，我们将进行数据的序列化和反序列化，引入最后一个模块：struct 模块。

struct 模块引入了一系列以二进制格式打包数据的序列化函数，与我们之前使用的其他模块不同，它让我们在序列化和反序列化时对数据结构拥有更大的控制，使其比其他模块更灵活。使用 import struct 来访问以下我们将用于处理数据的函数：

• struct.calcsize(): 确定给定格式字符串打包后占用多少字节。它接受一个参数，即要验证字节大小的格式。我们将使用的格式有：
  • integer: 用 'i' 表示，用于表示整数数据
  • float: 用 'f' 表示，用于表示浮点数数据
  • double: 用 'd' 表示，用于表示更复杂的小数数据，当 float 格式不够用时使用。
• struct.pack(): 将数据序列化为二进制，并按指定格式打包。它可以接受两个或更多参数，第一个是要使用的格式，其后是要序列化的值。可用的格式如上所述，并且你必须根据要序列化的值的数量相应地添加格式字符。
• struct.unpack(): 将打包的二进制数据反序列化。它接受两个参数：第一个是与序列化时相同的格式，第二个是要反序列化的数据。
• struct.iter_unpack(): 将打包的二进制数据反序列化。它与 struct.unpack() 用法相同，但通过循环逐个块地遍历数据。
• struct.pack_into(): struct.pack() 的高级版本。它接受四个参数：要使用的格式、要写入的目标缓冲区、缓冲区中的写入起始位置，以及要打包的数据。
• struct.unpack_from(): struct.unpack() 的高级版本。它接受三个参数：要使用的格式、要从中解包的缓冲区，以及在缓冲区中要解包的起始位置。这样可以解包特定部分的数据。

走到服务站的灯光 X 标记处，面向桌子，创建三个变量：integer、float 和 double。我们将使用它们通过 struct.calcsize() 函数来验证每种格式的字节大小。对于 integer 变量，调用函数并传入 'i'；对于 float 变量，传入 'f'；最后对于 double 变量，传入 'd'。例如：integer = struct.calcsize('i')。将这三个变量添加到预先编写的 write() 函数中。

走到金色 X 标记处，使用 read() 函数收集新农田的数据，记下数据点及其格式，主要包括：Resources、Size 和 Estimate。记下后，走到蓝色地毯上方的灯光 X 标记处，创建一个名为 blue_data 的变量。

使用 blue_data 变量来存储 struct.pack() 函数的返回值，传入你之前记录的格式和数值作为参数。在编写格式时，你需要将格式类型“打包”成一个整体单元。例如，整数格式记作 'i'，如果有三个整数数据，则写成 'iii'。同理，如果有一个整数、一个浮点数和一个双精度浮点数，则写成 'ifd'。在传入数据时，将它们依次作为参数。整体示例如下：

data_1 = 8 # is an integer
data_2 = 2.25 # is a float
data_3 = 900.702938103 # is a double

blue_data = struct.pack('ifd', data_1, data_2, data_3)

struct.pack() 函数非常灵活，让你可以自定义数据格式并一次性序列化多个数据点。根据上述示例，将之前读取的数据打包。然后使用 display(blue_data) 来查看打包后的数据。

走到蓝色地毯上方的暗色 X 标记处，面向终端，创建一个名为 blue_unpack 的变量，将 struct.unpack() 的返回值存入该变量，参数为打包时使用的相同格式和 blue_data。格式的写法与 struct.pack() 时相同，这样可以以与序列化时相同的方式来反序列化数据。使用 write(blue_unpack) 来验证之前打包的数据。

在同一位置，我们还将使用 struct.iter_unpack() 函数，它的参数与 struct.unpack() 完全相同，但需用在 for 循环中，这使我们能够逐条迭代数据，而不仅仅是一次性输出所有内容。函数示例如下：

for values in struct.iter_unpack(-insert value-, -insert value-):
    player.speak(values)

我们将使用 player.speak() 函数来显示值；对于 struct.iter_unpack() 中缺失的参数，填入之前 struct.unpack() 中使用的相同参数，因为它们在用法上是同一函数的变体。

走到红色地毯上方的金色 X 标记处，面向桌子，使用 read() 函数查看作物数量。记下每种作物的数量及其格式。然后走到红色地毯上方的灯光 X 标记处，创建一个名为 buffer 的对象，并赋值为 bytearray(16)。这是一个字节集合，在填充数据之前可以对其进行定位，就像一个手动存储数据的“数据仓库”。参数 16 表示该 buffer 对象可存储的字节长度。

使用 struct.pack_into() 函数向你创建的 buffer 对象填充数据。无需为该函数的返回值创建变量，因为该函数会直接将数据插入到 buffer 中。我们将针对之前记录的每个数值调用该函数，并设置相应的参数。

例如，对于第一个作物数值，你会知道它的格式、字节位置和数量。将格式作为第一个参数，将目标序列化的缓冲区位置（即此处的 buffer）作为第二个参数，第三个参数为你希望在 buffer 中写入的起始位置；由于格式会占用一定字节，请确保写入位置未被占用。最后，将要序列化并打包到 buffer 的数值作为最后一个参数。

struct.pack_into('i', buffer, 0, 82)

如前所述，buffer 对象共有 16 个字节，而上述示例中，整数格式占用 4 个字节并写入位置 0，这意味着写入后 buffer 中剩余 12 个字节未被占用（位置 0–3 已被数值 82 占用）。对所有先前读取并记录的三个作物数据重复此操作。然后使用 display(buffer) 来显示序列化后的数据。

走到红色地毯上方的暗色 X 标记处，面向终端，在这里我们将反序列化数据以验证内容是否正确存储。创建三个变量：lettuce、carrots 和 melons，分别解包每个数据点。对于每个变量，将 struct.unpack_from() 的返回值存入，并使用之前记录的相同参数：第一个参数为格式，第二个为要解包的缓冲区 buffer，第三个为解包的起始位置。例如：

lettuce = struct.unpack_from('i', buffer, 0)

此示例演示了对前面打包示例的解包操作，对另外两个变量执行同样操作，并将 lettuce、carrots 和 melons 传入预先编写的 write() 函数，以完成本关。