DZFILE

简介

很鸡肋的一个文件格式解析 Python 包，可以自定义解析器模板。

简单的一个入门用法：

import dzfile

filename = './test/30755992.bmp'
bmp = dzfile.parse(filename)
print(bmp)

它将解析出 Bitmap 中的文件格式。

但解析程度取决于所写的解析器模板。

目前 dzfile.parse 可以解析的后缀为

• BMP - Bitmap 图片文件格式的解析
• ARIA2DHT - ARIA2 中的 dht.dat 文件格式的解析
• ...

一些模块的简单介绍

DataType

解析器模板支持的类型有

• BYTE: 1字节的无符号数
• WORD: 2字节的无符号数
• DWORD: 4字节的无符号数
• QWORD: 8字节的无符号数
• CHAR: 1字节的有符号数
• SHORT: 2字节的有符号数
• LONG: 4字节的有符号数
• LLONG: 8字节的有符号数
• DATA: n字节的字节流
• ARRAY: n大小的type类型数组

还有不在 DataType 库中的有

• Time32: 32位的时间类型，字符串输出为 localtime
• Time64: 64位的时间类型，字符串输出为 localtime

支持嵌套序列器。

FileStream

为了方便文件读取而写的文件输入输出流接口类，包括

• FileReader: 文件输入类
• FileWriter: 文件输出类

Common

Common 接口模块，方便导入编写解析器模板相关的内容。

一般用法为

from dzfile.Common import *		# 包外导入
from .Common import *			# 包内导入

包含但不限于相关数据类型，FileReader，FileWriter，Serializer。

Serializer

Serializer 是解析器基类，所有的解析器模板都需要继承它进行编写，它将对子类所写的注解进行检查，以保证 parse 和 dump 不会报错。

这里是使用了 MetaSerializer 作为元类，在 __new__ 中写了检查逻辑。

Serializer 包含几个基本函数：

• parse: 用于自动化解析文件，传入 FileReader，是一个 classmethod
• dump: 将数据以模板给出的格式写入文件，传入 FileWriter
• check: 用于自检查，约定相关信息以 warning 形式输出到 Serializer.check_logger
• __repr__: 根据解析器注解生成相应的表示字符串

同时在包中还包含一些工具函数：

• arg_parse(arg_type, stream: FileReader): 传入一个参数类型和文件流，从文件流中解析数据返回。
• arg_dump(arg_value, arg_type, stream: FileWriter): 传入一个参数值、参数类型和文件流，参考参数类型将参数值写入文件流。
• serializer_size: 计算一个解析器模板的大小（需要的输入数据的大小），对于负可变大小的数据类型只会计算为 0。

dzfile

这是主模块，主要包含一个全局变量和两个函数：

• parse_handlers: 全局变量，包含了各种可处理后缀对应的解析函数
• register_parse_handler(file_extension: str, parse_handler: handler_type): 注册函数，用于注册后缀对应的解析函数
• parse(file_path: str, file_extension: str = None): 解析函数，返回解析后结果，默认值是 DefaultSerializer 解析器的解析结果。

解析器的简单编写

文件格式描述

以 Bitmap 的文件头为例，应该如下表所示

字节大小	描述
2	文件类型（通常为“BM”）
4	文件大小
2	保留字段 1
2	保留字段 2
4	图像数据偏移量

那么用解析器描述，应该如下代码所示

from dzfile.Common import *

class BMPFileHeader(Serializer):
    """
    Bitmap文件格式的文件头
    """
    bfType: DATA(2)
    bfSize: DWORD
    bfReserved1: WORD
    bfReserved2: WORD
    bfOffBits: DWORD

这样就完成了一个新的解析器，可以试着尝试用来解析文件头。

from dzfile import FileReader

filename = './test/30755992.bmp'
fs = FileReader(filename)
bf = BMPFileHeader.parse(fs)
print(bf)

可以发现打印出来的结果应该是

BMPFileHeader{bfType=b'BM', bfSize=27254, bfReserved1=2448, bfReserved2=0, bfOffBits=54}

Bitmap 的文件头已经成功被解析。

字节序

有一些文件，可能是以大字节序格式记录的；而有一些文件，可能是即存在大字节序又存在小字节序，即混合字节序。

模板解析器默认以小字节序解析文件，如果想要改变字节序，在对应解析的部分以 __endian__ 注解，例如

from dzfile.Common import *

class DHTHeader(Serializer):
    __endian__: BIG_ENDIAN
    magic: DATA(2)
    format: BYTE
    reversed1: DATA(3)
    version: WORD

字节序仅允许描述为 BIG_ENDIAN 或 LITTLE_ENDIAN，如果不是这二者可能会被元类 MetaSerializer 检查出错误。

同时也可以中途改变字节序，例如

from dzfile.Common import *

class DHTHeader(Serializer):
    __endian__: BIG_ENDIAN
    magic: DATA(2)
    format: BYTE
    __endian__: LITTLE_ENDIAN
    reversed1: DATA(3)
    __endian__: BIG_ENDIAN
    version: WORD

动态模板

一个可能的动态模板示例，并未展现全部代码

# 计算填充
bytesPerLine = _infoHeader.biWidth * _infoHeader.biBitCount // 8
padding = 4 - (bytesPerLine % 4)

class BMPLine(Serializer):
    if _infoHeader.biBitCount < 8:
        imageData: DATA(bytesPerLine)
    elif _infoHeader.biBitCount == 8:
        colorIndex: DATA(_infoHeader.biWidth)
    elif _infoHeader.biBitCount == 24:
        colors: ARRAY(RGB, _infoHeader.biWidth)
    elif _infoHeader.biBitCount == 32:
        colors: ARRAY(RGBR, _infoHeader.biWidth)
    if (padding != 4):
        padBytes: DATA(padding)
class Bitmap(Serializer):
    fileHeader: BMPFileHeader
    infoHeader: BMPInfoHeader
    if unkown_size > 0:
        unkown: DATA(unkown_size)
    lines: ARRAY(BMPLine, abs(_infoHeader.biHeight))

未来展望

写这个包的目的主要是想利用 Python 的动态性来解决某些文件解析上的问题，但现在的问题在于解析器模板不具有很好的鲁棒性，数据类型太少，同时模板数太少。

希望在未来能够解决这些方面，将这个包变成较为优秀的包。