背景:我想知道如果我们通过char *
缓冲区获取二进制数据,如何(手动)反序列化它们。
假设:作为一个最小的例子,我们将在这里考虑:
- 我只有一个
int
通过char*
缓冲区序列化。 - 我想
int
从缓冲区取回原件。 sizeof(int) == 4
在目标系统/平台上。- 目标系统/平台的字节序是little-endian。
注意:这纯粹出于一般利益,因此我不想使用任何类似的东西,std::memcpy
因为我们不会看到我遇到的奇怪行为。
测试:我已经构建了以下测试用例:
#include <iostream>
#include <bitset>
int main()
{
// Create neg_num and neg_num_bytes then display them
int neg_num(-5000);
char * neg_num_bytes = reinterpret_cast<char*>(&neg_num);
display(neg_num, neg_num_bytes);
std::cout << '\n';
// Create pos_num and pos_num_bytes then display them
int pos_num(5000);
char * pos_num_bytes = reinterpret_cast<char*>(&pos_num);
display(pos_num, pos_num_bytes);
std::cout << '\n';
// Get neg_num back from neg_num_bytes through bitmask operations
int neg_num_back = 0;
for(std::size_t i = 0; i < sizeof neg_num; ++i)
neg_num_back |= static_cast<int>(neg_num_bytes[i]) << CHAR_BIT*i; // For little-endian
// Get pos_num back from pos_num_bytes through bitmask operations
int pos_num_back = 0;
for(std::size_t i = 0; i < sizeof pos_num; ++i)
pos_num_back |= static_cast<int>(pos_num_bytes[i]) << CHAR_BIT*i; // For little-endian
std::cout << "Reconstructed neg_num: " << neg_num_back << ": " << std::bitset<CHAR_BIT*sizeof neg_num_back>(neg_num_back);
std::cout << "\nReconstructed pos_num: " << pos_num_back << ": " << std::bitset<CHAR_BIT*sizeof pos_num_back>(pos_num_back) << std::endl;
return 0;
}
其中display()
定义为:
// Warning: num_bytes must have a size of sizeof(int)
void display(int num, char * num_bytes)
{
std::cout << num << " (from int) : " << std::bitset<CHAR_BIT*sizeof num>(num) << '\n';
std::cout << num << " (from char*): ";
for(std::size_t i = 0; i < sizeof num; ++i)
std::cout << std::bitset<CHAR_BIT>(num_bytes[sizeof num -1 -i]); // For little-endian
std::cout << std::endl;
}
我得到的输出是:
-5000 (from int) : 11111111111111111110110001111000 -5000 (from char*): 11111111111111111110110001111000 5000 (from int) : 00000000000000000001001110001000 5000 (from char*): 00000000000000000001001110001000 Reconstructed neg_num: -5000: 11111111111111111110110001111000 Reconstructed pos_num: -120: 11111111111111111111111110001000
我知道测试用例代码很难阅读。简单解释一下:
- 我创建一个
int
. - 我创建了一个
char*
指向先前创建的第一个字节的数组int
(以模拟我有一个真实的int
存储在char*
缓冲区中)。因此其大小为 4。 - 我显示
int
及其二进制表示 - 我显示
int
存储在char*
缓冲区中的每个字节的 和 连接,以比较它们是否相同(由于字节序的目的,顺序相反)。 - 尝试
int
从缓冲区中取回原始文件。 - 我显示了重构
int
的以及它的二进制表示。
我对负值和正值都执行了这个过程。这就是为什么代码不那么可读的原因(对此感到抱歉)。
正如我们所看到的,负值可以成功重建,但它对正值不起作用(我预料5000
到了,我得到了-120
)。
我已经用其他几个负值和正值进行了测试,结论仍然相同,它适用于负数但对正数失败。
问题:我很难理解为什么将 4 连接chars
成int
通过按位移位会改变char
正数的值,而它们与负值保持不变?
当我们查看二进制表示时,我们可以看到重构的数字不是由char
我连接的 s 组成的。
是否与 相关static_cast<int>
?如果我删除它,积分提升规则无论如何都会隐式应用它。但我需要这样做,因为我需要将其转换为一个int
,以免丢失班次的结果。
如果这是问题的核心,如何解决?
另外:有没有比按位移位更好的方法来取回值?不依赖于系统/平台字节序的东西。
也许这应该是另一个单独的问题。