使用 python 把一個文件生成 C 語言中的數組並保存到頭文件中
（一）要做什麼
之前有這麼一個需求，是要把一個二進位文件裡面的數據，轉換成 C 程式碼裡面的數組，可以看之前的一篇文章：
NUC980 運行 RT-Thread 驅動 SPI 介面 OLED 播放 badapple
於是用 python 把這個功能給做了出來，原理非常簡單，程式碼量也很小。
所處理的文件大小如下，用一個編輯器以二進位形式打開的話，一行16位元組，一共 336448 行。
（二）實現功能
上程式碼，Show me your code.Talk is cheap.
import os
import time
start_time = time.time()
fileinfo = os.stat("badapple.bin")
line = fileinfo.st_size / 16
print(line)
首先導入 os、time 模組，os 模組用戶獲取所處理文件的大小，生成的頭文件裡面的數組每 16 位元組一行，time 模組用於統計程式所使用時間，上述程式碼運行結果為：
336648 行，正好與之前看到的一致。
然後定義一個變數，用來存儲最終的數據：
target = "#ifndef __BADAPPLE_H__ \n#define __BADAPPLE_H__\n\n const uint8_t badapple[] = \n{\n"
然後打開文件 badapple.bin，以二進位、只讀方式打開，每次讀取一位元組，然後轉換成二進位，與 0x 組成一個位元組數據，保存到上述字元串中，每處理完 16 位元組添加換行，處理完後關閉文件，程式碼如下：
f = open("badapple.bin", "rb")
for l in range(int(line)):
for j in range(16):
data = f.read(1)
he = "0x" + data.hex()
target = target + he + ","
print(l)
target = target + "\n"
target = target + "}; \n\n#endif\n"
print(target)
f.close()
由於全部數據有 30 多萬行，不好測試，先只處理 badapple.bin 文件中的前 15 行，來測試下程式碼有沒有問題，把上面程式碼中的第二行改為：
for l in range(15):
運行結果為：
看上去是可以的，然後實現把轉換出來的數據保存到文件中，並加上獲取運行改程式碼所花時間，程式碼如下：
file = open("badapple.h","w")
file.write(target)
file.close()
end_time = time.time()
print(end_time - start_time)
運行結果為：
所生成的文件為：
從所生成的文件來看，算是大功告成了，把所需處理行數改為實際文件的行數，就完成了。
然而，我還是圖樣圖森破啊，我以為我在第二層，其實我在第五層。
第一次運行的時候，跑了幾十分鐘，停了，感覺所花時間大大久了，
出於對自己寫的程式碼負責的態度，第二天下午 3 點多的時候，再次把這程式碼跑了起來，可是到了6點多還是沒跑完，又中途結束了，
很好奇，究竟需要多長時間來跑，第三天，一早上就把程式碼跑了起來，結果是到了下午 6 點多，差不多 7 點才跑完，來看下運行的最後結果：
從數字來看，30545 秒，感覺也不是很大，可是轉換為小時的話：
30545 / 60 / 60 = 8.4
居然達到了 8.4 個小時，這是生成的文件：
（三） 優化
要這麼久時間來跑肯定是不實際的，修改下程式碼，之前是一個位元組一個位元組從文件裡面讀出來，這次改為每次從文件中讀取 16 位元組，轉換，然後再讀取16位元組，知道結束，程式碼如下：
target = "#ifndef __BADAPPLE_H__ \n#define __BADAPPLE_H__\n\n const uint8_t badapple[] = \n{\n"
line = fileinfo.st_size / 16
print(line)
for l in range(int(line)):
data = f.read(16)
he = ""
for da in data:
he = he + hex(da) + ","
print(l)
target = target + he + "\n"
target = target + "}; \n\n#endif\n"
運行下，最後結果為：
2165 秒，大概是 36 分鐘，也還是有點長。
再改改，對比下這 2 中方法，第二種是每次讀出來的位元組數是第一種的16倍，速度明顯提升了，可以看出時間是損耗在從文件讀取數據，那如果一次性把所用數據從文件種讀取出來會不會更快呢？試了下，程式碼改為：
f = open("badapple.bin", "rb")
target = "#ifndef __BADAPPLE_H__ \n#define __BADAPPLE_H__\n\n const uint8_t badapple[] = \n{\n"
dat = f.read()
print(type(dat))
f.close()
whole = dat.__len__()
line = int(whole / 16)
for i in range(line):
temp = dat[i*16:i*16+16]
he = ""
for da in temp:
he = he + hex(da) + ","
target = target + he + "\n"
print(i)
target = target + "}; \n\n#endif\n"
運行了下，結果為：
2340 秒，居然比第二種方法還長。
還有什麼方法可以改進呢？現在時間估計是花在轉換上面，在轉換上有沒有改進方法，目前還沒找出來。
（四）做的更通用
那是不是說這段程式碼就完全沒用，非也非也，用來轉換小點的文件還是可以的，這不止可以轉換二進位文件，還可以轉換其他任何文件，比如圖片、字型檔等，以下是轉換一張圖片運行的結果：
為了更通用，修了下程式碼，如下：
運行的時候需要傳個參數，這個參數就是要處理的文件，最後生成的頭文件、頭文件里數組命名都是根據處理的文件的名字來設定的，運行過程中還顯示處理進度，最後顯示處理所花時間。比如把上述程式碼保存到文件 hex2header.py，比如要轉換的文件為 test.pdf，用法為：
python hex2header.py test.pdf
實際運行為：
這示例轉換了一個 323K 大小的 pdf 文件，每行 16 位元組的話，大概 20653 行，花了6.4 秒的時間。
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