如何将字符数组转换为uint8_t？

Question

我正在开发一个服务器-客户端应用程序，基本上模拟了一个聊天室。这是一项学校作业，协议规范要求有些严格。

我有一个字符数组，将存储来自客户端的所有消息。

客户端必须首先将消息长度作为uint8_t发送，然后将消息本身作为char数组发送。

我的问题是，我需要存储在实际消息发送之前发送的uint8_t值，但我只能使用消息数组来存储从客户端发来的任何信息。

如果我没有弄错，char数组将不会存储发送的uint8_t除非我以某种方式进行转换。

我该如何将uint8_t转换为字符并重新转换为uint8_t？

我已经尝试在这里寻找类似的问题，但没有找到示例。

server.c

char msg[100];
recv(clients_sd, msg, sizeof(msg), 0);
uint8_t len; /* store the length of the message here */
char message_received[len];
recv(clients_sd, message_received, sizeof(message_received), 0); /* get and store the message here */

client.c

uint8_t length = 21;
char clients_message[] = "Hi how are you today?";
send(servers_sd, &length, sizeof(length), 0);
send(serers_sd, &clients_message, sizeof(clients_message), 0);

- fatalError

Answer 1

如果您使用的架构中uint8_t是unsigned char的typedef（您很可能是这样），那么只需取第一个char并将其转换为uint8_t即可：

length = (uint8_t)(message_received[0]);

应该能够正常工作。

- PSkocik

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我会试一试。谢谢！ - fatalError

Answer 2

char是恰好占用一个字节的数据类型（根据C标准的定义）。除非你的系统上字节不恰好是8位（这种系统确实存在，但我打赌你从未使用过或甚至见过），否则uint8_t和char是完全相同的数据类型。

char c = 5;
uint8_t u = c;

如果你可以使用某种数据类型做到这样，那么你就可以随意将指针转换为这两种数据类型之间：

 char c[] = { 'H', 'e', 'l', 'l', 'o' };
 uint8_t * u = (uint8_t *)c;
 uint8_t x = u[1];
 // x is 101, which is the ASCII char code of 'e'

实际上，您甚至可以使用字符串来实现这一点，因为字符串也只是一个字符数组，只不过它以NUL结尾。

 char * c = "Hello"; 
 // "Hello" is in fact just { 'H', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0' }
 uint8_t * u = (uint8_t *)c;
 uint8_t x = u[1];
 // x is 101, which is the ASCII char code of 'e'

唯一需要注意的是，C标准没有定义char是有符号还是无符号。整数类型默认为有符号，只有在请求时才使用无符号（例如long vs unsigned long），但char默认可以是有符号或无符号的。因此，如果需要使用其中之一，则必须将signed char或unsigned char作为数据类型。实际上，除非对char值执行某些数学或逻辑操作（在现代C代码中最好不要这样做），否则这对结果没有影响。

而且，由于您的消息长度不可能超过256个字符（否则长度将不适合uint8_t），并且长度始终正好为一个字节，因此我会按以下方式编写代码：

uint8_t messageLength = 0;
ssize_t bytesRead = recv(clients_sd, &messageLength, 1, 0);
if (bytesRead == -1) {
     // Handle read error
}
if (bytesRead == 0) {
     // Handle end of stream
}

char message[256];
bytesRead = recv(clients_sd, message, messageLength, 0);
if (bytesRead == -1) {
     // Handle read error
}
if (bytesRead == 0) {
     // Handle end of stream
}
if (bytesRead < messageLength) {
     // Handle truncated message (message too small)
}

再说一遍，显然有些人不理解我的第二句话：我上面写的一切都是在假设你系统上的字节长度为8位的情况下。这段代码不能在字节长度大于或小于8位的平台上移植，这已经是我的第二句话明确指出的了，但这并不意味着我的回答是错误的。如果不允许编写在地球上所有现有平台上都可移植的C代码，那么90%的现有C代码都将被禁止。你知道你正在使用的平台，也知道你的应用程序的目标平台，因此你有责任确保代码对所有这些平台都是正确的。

- Mecki

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uint8_t并不保证是字符类型的同义词。因此，使用它来别名所有类型，因为字符类型可能不具备可移植性。 - 2501

@2501请解释一下你没有理解的“除非在你的系统上字节不是恰好8位（这样的系统存在，但我敢打赌你从未使用过或甚至见过），否则uint8_t和char是完全相同的数据类型。”部分是什么？你知道unless这个词的意思吗？请不要曲解我的话，我从未说过的话。并且请不要评论你明显没有阅读过的答案。 - Mecki

是的，它的大小确实是一个字节。但类型也很重要，特别是在指针转换中，正如你回答中展示的那样。它可以被定义为与char、signed char或unsigned char不同的类型。这很重要，因为严格别名规则的违反会导致未定义行为。 - 2501

在这种情况下，这并不重要。uint8_t是8位的，没有填充（7.20.1.1 P1）。如果平台无法提供它，就不能完全提供uint8_t作为数据类型（7.20.1.1 P3）。因此，我可以依赖于uint8_t[10]在内存中是80个连续的位，并且每8个位组成一个int值。char始终正好是一个字节（3.6到3.7.1），不必是8位，但如果字节是8位，则char必须是8位。将8位强制转换为8位是安全的，如果两者都未填充（标准保证），则将内存指针强制转换为8位数组的内存指针是安全的。 - Mecki

在8位字节系统上，uint8_t可以别名为char，因为它是“兼容类型”。我从未声称这适用于所有系统。不，C标准没有在任何地方说过这一点，因为它不必这样做。 C标准说，任何兼容类型都可以别名为任何具体类型，并且uint8_t是8位字节系统上的兼容类型（不是通用的，仅在该系统上，并且由于该标准不知道或不关心您的系统，因此它不会指出这些特定于系统的事实，但这并不意味着它们是错误的）。在这里，“兼容类型”就是标准所要说的全部内容。 - Mecki

Answer 3

char 可以很容易地转换为 uint8_t，但我不明白为什么需要在消息数组中存储长度。为什么不能只存储在变量中呢？

这里是您的客户端和服务器示例，我认为进行了一些小改动，可能会有所帮助：

server.c

uint8_t len; /* store the length of the message here */
recv(clients_sd, &len, sizeof(len), 0);    
char message_received[len];
recv(clients_sd, message_received, len, 0); /* get and store the message here */

client.c

uint8_t length = 21;
char clients_message[] = "Hi how are you today?";
send(servers_sd, &length, sizeof(length), 0);
send(serers_sd, clients_message, length, 0);

- Sandro