将字符转换为短整型

Question

我需要将两个8位长的char数据复制到一个16位长的short中。我试过两种不同的方法，但都无法使其正常工作。

void char2short(char* pchar, short* pshort)
{
    memcpy(pshort    , pchar + 1    , 1);
    memcpy(pshort + 1, pchar    , 1);
}

还有另一个：

void char2short(char* pchar, short* pshort)
{
   short aux;
   aux = ((*pchar & 0x00FF) << 8) | ((*(pchar+1) & 0xFF00) >> 8);
   *pshort = aux;
}

- ANIMATEK

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你不能这样使用memcpy，因为它无法自动转换这些数据类型。你需要迭代源数组并将每个值转换为short。 - Westranger

你需要知道短整型是以小端序还是大端序表示的。参考链接。 - interjay

你需要知道pchar和pshort的字节序。如果它们相同，使用memcpy((void *)pshort, (const void*)pchar, sizeof(short));。 - Alex F

Answer 1

#include <stdio.h>


void char2short(unsigned char* pchar, unsigned short* pshort)
{
  *pshort = (pchar[0] << 8) | pchar[1];
}

int main()
{
  unsigned char test[2];
  unsigned short result = 0;

  test[0] = 0xAB;
  test[1] = 0xCD;
  char2short(test, &result);
  printf("%#X\n",result);
  return 0;
}

这会完成工作。

- mch

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在假设pchar下的数据不会根据系统的字节序发生变化的情况下，字节序在这里并不是一个问题，但在您的示例中并非如此。 - alk

如果这是一个16位系统，当将有符号数左移8位时，您将遇到问题。这会引发未定义的行为。在编写位操作技巧时，请勿使用松散的默认整数类型！ - Lundin

几年后回来告诉你，你的答案帮助我完成了我的论文，从而获得了学位头衔！你太棒了！ - ANIMATEK

恭喜。很高兴听到我能帮助到你。 - mch

Answer 2

假设pchar是包含两个字符的数组，那么可以这样做：

*pshort = (uint16_t)(((unsigned int)pchar[0]) |
                    (((unsigned int)pchar[1])<<8));

提示：此方法适用于小端模式。

- n0p

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字节序在这里不是问题，至少假设 pchar 下的数据不会因为系统的字节序而改变。 - alk

Answer 3

其他人没有解释为什么你的代码没有工作，所以我来简单分析一下：

memcpy(pshort    , pchar + 1    , 1);
memcpy(pshort + 1, pchar    , 1);

对指针 TYPE * p 进行加法操作会使指针按照 sizeof( TYPE ) 的大小增加（因此它会指向下一个元素，但请记住，这仅在数组内部时才被定义）。所以，虽然 pchar + 1 是正确的，但是 pshort + 1 不正确（因为它是寻址下一个 short）。

aux = ((*pchar & 0x00FF) << 8) | ((*(pchar+1) & 0xFF00) >> 8);

哦，右侧的代码有多个问题。首先，*(pchar+1) 是一个 char 类型，而且对 char 类型使用 & 0xFF00 会始终得到 0（因为 char 只有 8 位，至少在现代计算机上...）。然后你又向右移动了这 8 位...？

另外，如果你不使用左侧的 0x00FF（将 *pchar 提升为与右侧操作数相同的宽度），而是使用大小为 char 的 0xFF，那么该操作的结果仍然是 char 类型，而将其向左移动 8 位也没有太大意义（因为类型不会像魔法一样扩展）。

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另一种解决方案是使用 union：

 #include <stdio.h>

 struct chars_t
 {
     // could also go for char[2] here,
     // whichever makes more sense semantically...
     char first;
     char second;
 };

 union combo_t
 {
      // elements of a union share the memory, i.e.
      // reside at the same address, not consecutive ones
      short shrt;
      struct chars_t chrs;
 };

 int main()
 {
     union combo_t x;
     x.chrs.first = 0x01;
     x.chrs.second = 0x02;
     printf( "%x", x.shrt );
     return 0;
  }

如果您将此用于更大的上下文中，请注意结构体填充。

- DevSolar

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联合体将使代码依赖于字节序。在大端系统上，您将获得预期的结果0x0102，但在小端系统上，您将获得0x0201。然后确实存在填充危险。因此，联合体不是一个好主意，请改用位移。 - Lundin

根据您的需求，端序相关的结果可能实际上是您正在寻找的。;-) 但我同意，“union”有点靠不住。出于完整性的考虑，我包括了它。 - DevSolar

为什么你有意写大小端相关的代码？无论是哪个系统，大小端都是100%的坏事。 - Lundin

@Lundin：我曾经遇到过一两个系统，现有的API 要求我编写根据字节序表现不同的代码。（通常是因为另一方在一开始就没有考虑字节序问题。）有时更改现有的API并不是一个选项。 - DevSolar

Answer 4

在进行位运算时，使用真正的固定大小整数，并确保其已知有符号性的健壮代码。这将防止您编写与隐式类型转换相关的 bug，从而导致意外的有符号性。特别要注意的是 char 类型，因为它具有实现定义的有符号性。它不应该用于存储数字。

#include <stdint.h>

void char2short(const uint8_t* pchar, uint16_t* pshort)
{
  *pshort = ((uint16_t)pchar[0] << 8) | (uint16_t)pchar[1];
}

- Lundin