from typing import Optional, Tuple import logging from frame import FrameFormat class FrameFinder: """帧查找器 - 在数据缓冲区中查找符合帧格式的数据""" def __init__(self): """初始化帧查找器""" self.frame_length = FrameFormat.FIXED_SIZE + FrameFormat.DATA_SIZE self.frame_header = FrameFormat.FRAME_HEADER self.logger = logging.getLogger(__name__) def find_frame_in_buffer(self, buffer: bytes, start_pos: int = 0) -> Tuple[Optional[bytes], int]: """ 在给定的缓冲区数据中查找下一个有效帧 Args: buffer: 要搜索的缓冲区数据 start_pos: 开始搜索的位置 Returns: Tuple[Optional[bytes], int]: - 找到的帧数据（如果没找到则为None） - 下一次搜索的起始位置（如果找到帧，则是帧后的位置；如果没找到，则是需要保留的数据起始位置） """ buffer_size = len(buffer) # 检查起始位置是否有效 if start_pos >= buffer_size: self.logger.debug(f"起始位置无效: {start_pos} >= {buffer_size}，将移除所有数据") return None, buffer_size # 在缓冲区中查找帧头 header_pos = self._find_header(buffer, start_pos) if header_pos is None: self.logger.debug(f"未找到帧头，将移除所有数据 ({buffer_size} 字节)") if buffer_size > 0: self.logger.debug(f"移除的数据: {buffer.hex()}") return None, buffer_size # 返回缓冲区末尾位置，表示当前数据都可以丢弃 self.logger.debug(f"找到帧头位置: {header_pos}") if header_pos > start_pos: removed_data = buffer[start_pos:header_pos] self.logger.debug(f"将移除帧头前的无效数据: {removed_data.hex() if len(removed_data) > 0 else '无'} ({len(removed_data)} 字节)") # 检查是否有完整帧的数据 if buffer_size - header_pos < self.frame_length: self.logger.debug(f"帧头后数据不足: {buffer_size - header_pos} < {self.frame_length}") self.logger.debug(f"保留从位置 {header_pos} 开始的数据: {buffer[header_pos:].hex()}") return None, header_pos # 返回帧头位置，表示需要保留从这个位置开始的数据 # 提取并验证帧 frame_data = buffer[header_pos:header_pos + self.frame_length] if self._verify_frame(frame_data): self.logger.debug(f"找到有效帧: {frame_data.hex()}") next_pos = header_pos + self.frame_length remaining_data = buffer[next_pos:] if next_pos < buffer_size else b'' self.logger.debug(f"处理完帧后剩余数据: {remaining_data.hex() if remaining_data else '无'} ({len(remaining_data)} 字节)") return frame_data, next_pos else: self.logger.debug(f"帧验证失败，从下一个位置继续查找") # 防止在同一位置反复查找 next_search_pos = header_pos + len(self.frame_header) if next_search_pos >= buffer_size: self.logger.debug(f"搜索位置已到达缓冲区末尾，将移除所有数据") return None, buffer_size removed_data = buffer[header_pos:next_search_pos] self.logger.debug(f"移除无效帧头数据: {removed_data.hex()} ({len(removed_data)} 字节)") return self.find_frame_in_buffer(buffer, next_search_pos) def _find_header(self, buffer: bytes, start_pos: int) -> Optional[int]: """ 在缓冲区中查找帧头 Args: buffer: 要搜索的缓冲区数据 start_pos: 开始搜索的位置 Returns: Optional[int]: 帧头位置，如果未找到则返回None """ header_len = len(self.frame_header) for i in range(start_pos, len(buffer) - header_len + 1): if buffer[i:i+header_len] == self.frame_header: return i return None def _verify_frame(self, frame_data: bytes) -> bool: """ 验证帧的有效性 Args: frame_data: 要验证的帧数据 Returns: bool: 帧是否有效 """ # 使用FrameFormat验证帧 frame = FrameFormat.parse_frame(frame_data) return frame is not None if __name__ == "__main__": # 使用示例 import logging # 配置日志 logging.basicConfig( level=logging.DEBUG, format='%(asctime)s - %(levelname)s - %(message)s' ) # 创建帧查找器实例 finder = FrameFinder() # 测试数据：包含3个完整帧，中间夹杂一些无效数据 test_data = bytes.fromhex( # 第一个有效帧 "1CDFAAAAAAAA0200000049000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000F3" # 一些无效数据 "FFFF1234" # 第二个有效帧 "1CDFAAAAAAAA0300000049000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000F4" # 不完整的帧头 "1CDF12" # 第三个有效帧 "1CDFAAAAAAAA0400000049000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000F5" ) print("初始测试数据:") print("总长度:", len(test_data)) print("数据:", test_data.hex()) print("\n开始查找帧:") # 模拟实际使用场景，从不同位置开始查找 remaining_data = test_data frame_count = 0 while len(remaining_data) > 0: frame, next_pos = finder.find_frame_in_buffer(remaining_data) if frame: frame_count += 1 print(f"\n找到第 {frame_count} 个帧:") print(f"帧数据: {frame.hex()}") print(f"下一个搜索位置: {next_pos}") # 解析帧内容 parsed_frame = FrameFormat.parse_frame(frame) if parsed_frame: print(f"命令码: 0x{parsed_frame.command:08X}") print(f"长度: {parsed_frame.length}") print(f"帧IDX: {parsed_frame.frame_idx}") print("通道数据:") for i, value in enumerate(parsed_frame.channels): print(f"通道 {i+1}: 0x{value:08X}") print(f"校验和: 0x{parsed_frame.checksum:02X}") # 更新剩余数据 remaining_data = remaining_data[next_pos:] print(f"\n剩余数据: ({len(remaining_data)} 字节)") if remaining_data: print(f"数据: {remaining_data.hex()}") else: # 如果没有找到帧，next_pos 表示需要保留的数据起始位置 if next_pos == len(remaining_data): print("\n没有更多帧了") break else: print(f"\n在当前位置未找到帧，移除 {next_pos} 字节无效数据") remaining_data = remaining_data[next_pos:] print(f"剩余数据: ({len(remaining_data)} 字节)") if remaining_data: print(f"数据: {remaining_data.hex()}") print(f"\n总共找到 {frame_count} 个帧")