为什么BinaryReader.ReadUInt32()方法会颠倒比特模式？

Question

我正在尝试使用BinaryReader类读取二进制文件，并且需要按UInt32块进行读取，然后进行一些位移等操作。

但是，当我使用ReadUInt32方法时，某些原因导致位顺序被颠倒。

例如，如果我有一个文件，其中前四个字节在十六进制中如下：0x12345678，则在被ReadUInt32读取后，它们会变成这样：0x78563412。

如果我使用ReadBytes(4)方法，则会得到预期的数组：

[0x00000000]    0x12    byte
[0x00000001]    0x34    byte
[0x00000002]    0x56    byte
[0x00000003]    0x78    byte

为什么会这样呢？是因为 .net 在内存中表示 uints 的方式吗？在不同的平台上是否都是一样的（我正在运行 64 位的 Windows 7，.net 3.5 sp1）？

- Egil Hansen

---

你能告诉我们你是如何修复它的，以满足我们的好奇心吗？ :) - Colin Burnett

当然可以 :) 实际上字节顺序无论是哪种方式都没关系，只要在平台（x64、x86）上保持一致性，我仍然可以提取所需的位，只需要改变我的位移即可。就我所看到的，uint 通常被存储为小端，不仅适用于 ReadUInt32 构建的 uint，这使得所有事情都变得更加容易。 - Egil Hansen

Answer 1

是的，这与您计算机硬件在内存中存储uints有关。虽然大多数台式机应该相同，但在不同平台上可能会有所不同。

这被称为字节序 - 请参见维基百科这里：

http://en.wikipedia.org/wiki/Endian

- Clyde

Answer 2

这似乎是一个字节序问题，endianness。根据文档，ReadUint32按小端读取，因此第一个字节是最不重要的字节，所以它被写入最低的内存位置。你的writer必须是大端的吧？ BinaryWriter.Write(UInt32) 说它也是写小端的。你的二进制数据源不是BinaryWriter吗？

基本上，你需要做的是这样的：

uint a = 0x12345678;
uint b = ((a & 0x000000FF) << 24) + ((a & 0x0000FF00) << 8) + ((a & 0x00FF0000) >> 8) + ((a & 0xFF000000) >> 24);

这将把最不重要的字节向左移动24位，第二个最不重要的字节向左移动8位，第三个最不重要的字节向右移动8位，第四个最不重要的字节（也就是最重要的字节）向右移动24位。许多库都涵盖了这样做的方法。

或者使用BitConverter可能更加清晰：

uint a = 0x12345678;
byte[] bytes = BitConverter.GetBytes(a);
// Swap byte order
uint b = BitConverter.ToUInt32(new byte[] { bytes[3], bytes[2], bytes[1], bytes[0] }, 0);

- Colin Burnett

Answer 3

请查看Jon Skeet的MiscUtil库，其中包含Endian*类，例如EndianBinaryReader和EndianBitConverter。

http://www.yoda.arachsys.com/csharp/miscutil/

- bsneeze

Answer 4

Jon Skeet编写了一个具有可配置端点的BitConverter。您可能会发现它很有用。

http://www.yoda.arachsys.com/csharp/miscutil/

- Michael Petrotta

Answer 5

这是一个平台字节序的问题。当你从流中读取数据时，必须按照写入时的字节序进行读取。如果你是在 .Net 中创建的数据，则 .Net 将正确地读取它。

- Remus Rusanu

---

哈哈，不到1分钟就能找到3个维基百科链接。这真应该有一个徽章！ - Remus Rusanu

Answer 6

阅读 通用BinaryReader和BinaryWriter扩展, 这是一种处理非托管方式的通用转换的好方法。

对于VB.NET(仅限安全代码, 也可在C#中实现), 使用以下代码:

导入 System.IO 导入 System.Runtime.CompilerServices 导入 System.Runtime.InteropServices

<HideModuleName()>
Public Module BinaryReaderExtensions

 <Extension()>
 Public Function Read(Of T As Structure)(br As BinaryReader) As T
  Dim bytes = br.ReadBytes(Marshal.SizeOf(GetType(T)))
  Dim handle = GCHandle.Alloc(bytes, GCHandleType.Pinned)
  Return Marshal.PtrToStructure(handle.AddrOfPinnedObject, GetType(T))
 End Function

 <Extension()>
 Public Function ReadReverse(Of T As Structure)(br As BinaryReader) As T
  Dim bytes = br.ReadBytes(Marshal.SizeOf(GetType(T))).Reverse.ToArray
  Dim handle = GCHandle.Alloc(bytes, GCHandleType.Pinned)
  Return Marshal.PtrToStructure(handle.AddrOfPinnedObject, GetType(T))
 End Function

End Module

现在您可以为 BitConverter、BinaryWriter 等实现相同的功能。

- Shimmy Weitzhandler