反序列化函数（将字节数组转换为 uint32 类型）

Question

如何编写反序列化函数将字节数组转换为32位无符号整数？

    typedef unsigned long  uint32;

    uint32 deserialize_uint32(unsigned char *buffer)
    {
        uint32 value = 0;

        value |= buffer[0] << 24;
        value |= buffer[1] << 16;
        value |= buffer[2] << 8;
        value |= buffer[3];
        return value;

    }

    unsigned char* deserialize_uint32B(unsigned char *buffer, uint32* value)
    {
        *value = 0;

        *value |= buffer[0] << 24;
        *value |= buffer[1] << 16;
        *value |= buffer[2] << 8;
        *value |= buffer[3];
        return buffer + 4;
    }

感谢！如果有更好的方法，请告诉我。谢谢！

- emge

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由于它只是一个字节数组，因此似乎一个简单的 value = *(uint32*)buffer; 就能够运作。 - Mark Wilkins

如果 buffer 没有指向正确对齐的内存地址，这段看似聪明的代码将会引发未定义行为。 - Roland Illig

如果unsigned long不是32位，你应该使用uint32_t（来自stdint.h）; 为了安全起见，您还应该添加一个编译时断言，即CHAR_BIT == 8。 - David X

此外，如果数据的大小端与您的主机不同，则此类型的转换会产生错误的值。 - nos

Answer 1

我更喜欢您提供的第一种方法而不是第二种。或者您可以通过使用四个本地变量，这些变量接受按正确数量移位的各个字节来利用并行处理。然后，在最后一行中，您可以return b0shifted | b1shifted | b2shifted | b3shifted。

无论如何，这都取决于您的编译器。您的第二种方法包含更多的加载/存储操作，因此第一种方法具有较少的抽象操作。

就可读性，易理解性和清晰度而言，您的第一种方法非常好。只要CHAR_BIT == 8，它也适用于您正在使用的任何奇怪平台（尾数，对齐）。

- Roland Illig

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如果满足输入的 unsigned char 值在0到255之间（包括边界），即使 CHAR_BIT > 8，这个程序也可以正常工作。 - caf

Answer 2

可以巧妙地使用强制类型转换来轻松实现此操作。只需将char缓冲区转换为所需的类型即可。

uint32 deserialize_uint32(unsigned char *buf)
{
    uint32 *x = (uint32*)buf;
    return *x;
}

unsigned char * deserialize_uint32B(unsigned char *buffer, uint32* value)
{
    *(uint32*)buffer = *value;
    return buffer;
}

- TomT the Weatherman

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你的代码调用了未定义的行为。原帖中从未说明 buf 总是正确对齐的，因此你不能假设它是这样的。 - Roland Illig

Answer 3

你的第一种方法可能会产生更好的代码，因为在第二种方法中，编译器必须假定指针data和value可以别名（尽管如果编译器能够将函数内联使用，则可以缓解此问题）。

如果您有C99编译器，您可能希望利用uint32_t，inline和对于第二个变量，restrict。

- caf

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使用uint32_t和我现在使用的有什么区别？此外，这段代码将被移植到另一个使用TI MSP 430的环境中。 - emge

uint32_t 的优点仅在于它是 C 标准的一部分，因此您无需为新平台定义它而担忧。 - caf

Answer 4

你可以写：

#include <arpa/inet.h>

uint32_t deserialize_uint32(unsigned char *buffer) {
    uint32_t res = *((uint32_t *) buffer);
    return ntohl(res);
}

unsigned char *serialize_uint32(unsigned char *buffer, uint32_t *value) {
    *((uint32_t *) buffer) = htonl(*value);
    return buffer;
}

这个实现确保字节顺序是正确的，与底层架构无关。

- TheRealNeo

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并不是每一种情况都适用，因为缓冲区可能会指向某个地址，并没有被正确地对齐以适应“int”类型。 - Roland Illig