如何将一个字节切片的缓冲区（&[u8]）转换为整数？

Question

我正在从文件中读取原始数据，我想将它转换为整数：

fn main() {
    let buf: &[u8] = &[0, 0, 0, 1];
    let num = slice_to_i8(buf);
    println!("1 == {}", num);
}

pub fn slice_to_i8(buf: &[u8]) -> i32 {
    unimplemented!("what should I do here?")
}

我会在C中使用类型转换，但在Rust中该怎么做呢？

- xrl

Answer 1

我建议使用byteorder crate（在无标准库环境下也可用）：

use byteorder::{BigEndian, ReadBytesExt}; // 1.2.7

fn main() {
    let mut buf: &[u8] = &[0, 0, 0, 1];
    let num = buf.read_u32::<BigEndian>().unwrap();

    assert_eq!(1, num);
}

这个功能可以处理不同大小的切片，并自动推进缓冲区，以便您可以读取多个值。

从 Rust 1.32 开始，您还可以在整数上使用 from_le_bytes / from_be_bytes / from_ne_bytes 内在方法：

fn main() {
    let buf = [0, 0, 0, 1];
    let num = u32::from_be_bytes(buf);

    assert_eq!(1, num);
}

这些方法仅处理固定长度的数组，以避免在数据不足时出现错误。如果您有一个切片，您需要将其转换为数组。

另请参阅：

• 如何在 Rust 中将切片作为数组获取？
• 如何将切片转换为数组引用？

- Shepmaster

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如果你只需要读取一个项目，那么你也可以使用 BigEndian::read_i32(&bytes[..])。 - moveaway00

如果buf是一个vec<8>会怎样？ - user2284570

@Shepmaster，更确切地说，我需要保留现有的字节顺序，并且代码将在支持不对齐内存访问的 CPU 上运行。那么，没有使用from_be_bytes该如何实现相同的功能，因为似乎没有from_ptr()函数可用？还有，似乎Vec没有read_u32。 - user2284570

@user2284570 NativeEndian; 我如何从原始指针获取数组或切片？; 为什么需要导入一个 trait 才能使用它为类型定义的方法？ - Shepmaster

@Shepmaster 并且在仍然使用 NativeEndian 的情况下对数组进行操作？ - user2284570

Answer 2

我想在这里提供以下额外细节的答案:

1. 一个有效的代码片段，将slices转换为整数（两种方法）。
2. 一个在no_std环境中的有效解决方案。
3. 为了让从搜索引擎过来的人能够在一个地方找到所有信息。

在Rust 1.32及更高版本中，即使是no_std构建，下面的方法也适用于从slices转换为整数：

方法1（try_into + from_be_bytes）

use core::convert::TryInto;

let src = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7];

// 0x03040506
u32::from_be_bytes(src[2..6].try_into().unwrap());

use core::convert::TryInto 适用于 no_std 构建。 使用标准库的方法如下：use std::convert::TryInto;。

（至于字节序，已经有答案了，但让我在这里放一下：使用from_le_bytes、from_be_bytes和from_ne_bytes - 根据整数在内存中的表示方式来选择使用哪个函数）。

方法2 (clone_from_slice + from_be_bytes)

let src = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7];
let mut dst = [0u8; 4];

dst.clone_from_slice(&src[2..6]);

// 0x03040506
u32::from_be_bytes(dst);

结果

无论哪种情况，整数将等于0x03040506。

- Alexander Fadeev

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这并没有为现有的答案增加任何内容，因为它已经讨论了 from_le_bytes / from_be_bytes / from_ne_bytes 并链接到一个问题，展示了如何从切片中获取固定大小的数组。 - Shepmaster

@Shepmaster很遗憾你这样认为。我并不完全同意，因为我收集了所有stackoverflow答案的信息，并决定将它们放在这里以便大家查看。在这个答案中，我加入了几个要点：1. 在no_std环境下该怎么做。2. 如何处理切片，就像原问题所述（而不是跳转到链接）。3. 在没有使用byteorder的情况下该怎么做。 - Alexander Fadeev

byteorder 在 no-std 环境下工作，点击链接不会对互联网造成负担，现有的答案讨论了避免 byteorder 的方法。 - Shepmaster

顺便说一句，我没有注意到这是你的回答/问题派对。;) 但你应该知道，“另请参阅”注释在你的答案中并不是非常显眼，而且看到有关如何将数组转换为整数的代码片段，而不是将切片转换为整数，会让人感到相当困惑。你可能会有不同的看法，我只是告诉你它看起来是什么样子的。无论如何，你只能改进自己的答案，对吧？（附言：“点击链接不会对互联网造成负担” - 这是你主观的观点，与我的观点不同） - Alexander Fadeev

作为一个初学者，我非常感激这个答案，因为它展示了如何从切片的中间开始读取。 - Kofthefens

Answer 3

这是我的实现（针对不同的用例），它会丢弃超过8个字节的任何附加字节（因此如果不完全匹配就不需要恐慌）：

pub fn u64_from_slice(slice: &[u8]) -> u64 {
    u64::from_ne_bytes(slice.split_at(8).0.try_into().unwrap())
}

split_at() 方法返回两个切片的元组：一个从索引 0 到指定索引，另一个从指定索引到结尾。因此，通过使用 .0 访问 .split_at(8) 返回的元组的第一个成员，它确保仅传递前 8 个字节给 u64::to_ne_bytes()，丢弃剩余部分。然后，当然，在该.0元组成员上调用try_into方法，并使用.unwrap()，因为split_at为您执行所有自定义崩溃。

- realkstrawn93

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我建议使用 slice[..8] 而不是 slice.split_at(8).0。 - JimmyZ

Answer 4

这个自定义的 serialize_deserialize_u8_i32 库可以安全地在 u8 数组和 i32 数组之间进行转换，即序列化函数将把所有的 u8 值打包成 i32 值，而反序列化函数将接受此库的自定义 i32 值并将其转换回您最初使用的原始 u8 值。

这是为特定目的构建的，但根据您是否需要像这样快速/自定义的转换器，它可能会派上用场。

https://github.com/second-state/serialize_deserialize_u8_i32

- tpmccallum