读取小端序16位无符号整数

Question

读取小端序16位无符号整数

c++linuxc++11terminalterminfo

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我正在研究解析terminfo数据库文件，这是一种二进制文件类型。您可以自己阅读有关存储格式的内容并确认我面临的问题。

手册上说-

部分开始文件。此部分包含以下格式的六个短整数。这些整数是：

(1) 魔术数字（八进制0432）；

...

短整数存储在两个8位字节中。第一个字节包含值的最低有效8位，第二个字节包含最高有效8位。（因此，表示的值为256*second+first）。值-1由两个字节0377, 0377表示；其他负值是非法的。这个值通常意味着此终端缺少相应的功能。 这与硬件不对应的机器必须将整数读取为两个字节并计算小端值。

解析这种类型的输入时，第一个问题是它将大小固定为8位，因此无法使用普通的char，因为它不能保证大小恰好为8位。所以我看了一下 '固定宽度整数类型' 但又面临着选择int8_t或uint8_t之间的困境，它明确说明 - "仅在实现直接支持该类型时提供"。那么我应该选择什么样的类型才能够足够便携呢。
第二个问题是，在c++标准库中没有buffer.readInt16LE()方法，该方法可以读取小端格式的16字节数据。那么我该如何继续以可移植和安全的方式实现此函数。

我已经尝试使用char数据类型进行读取，但它在我的机器上肯定会产生垃圾。可以通过infocmp命令读取正确的输入，例如 - $ infocmp xterm。

#include <fstream>
#include <iostream>
#include <vector>

int main()
{
    std::ifstream db(
      "/usr/share/terminfo/g/gnome", std::ios::binary | std::ios::ate);

    std::vector<unsigned char> buffer;

    if (db) {
        auto size = db.tellg();
        buffer.resize(size);
        db.seekg(0, std::ios::beg);
        db.read(reinterpret_cast<char*>(&buffer.front()), size);
    }
    std::cout << "\n";
}

$1 = std::vector of length 3069, capacity 3069 = {26 '\032', 1 '\001', 21 '\025',
  0 '\000', 38 '&', 0 '\000', 16 '\020', 0 '\000', 157 '\235', 1 '\001',
  193 '\301', 4 '\004', 103 'g', 110 'n', 111 'o', 109 'm', 101 'e', 124 '|',
  71 'G', 78 'N', 79 'O', 77 'M', 69 'E', 32 ' ', 84 'T', 101 'e', 114 'r',
  109 'm', 105 'i', 110 'n', 97 'a', 108 'l', 0 '\000', 0 '\000', 1 '\001',
  0 '\000', 0 '\000', 1 '\001', 0 '\000', 0 '\000', 0 '\000', 0 '\000',
  0 '\000', 0 '\000', 0 '\000', 0 '\000', 1 '\001', 1 '\001', 0 '\000',
....
....

- Abhinav Gauniyal

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请发一些代码，我的朋友。尝试将一些字节读入缓冲区，并使用调试器查看它。 - john elemans

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“char”在任何系统上都保证是可寻址的最小单元（这就是为什么“sizeof(char)”始终指定为“1”的原因）。因此，在一个具有8位字节的系统中，“char”保证是8位。而且，由于实际上几乎所有的系统都是在过去30年左右制造的，所以真的没有必要担心。如果您需要将程序移植到一些1970年代（或更早）的老系统上，那么您可能需要担心它，但否则不需要。 - Some programmer dude

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您IP地址为143.198.54.68，由于运营成本限制，当前对于免费用户的使用频率限制为每个IP每72小时10次对话，如需解除限制，请点击左下角设置图标按钮（手机用户先点击左上角菜单按钮）。 - Thomas Matthews

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添加一个断言：CHAR_BIT==8。
不要陷入“字节顺序谬论”的陷阱中（https://commandcenter.blogspot.com/2012/04/byte-order-fallacy.html）。

- wally

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正如一个回答所说，如果你的代码使用 char 无法工作，那么你的代码就是有问题的。 - Carey Gregory

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1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- eerorika · Accepted Answer

解析这种类型的输入时的第一个问题是，它将其大小固定为8位，因此不能使用普通字符(char)类型，因为它无法保证大小恰好为8位。

任何至少有8位的整数都可以。虽然 char 类型不能保证恰好为8位，但它至少需要是8位，因此就大小而言，没有问题，除非在某些情况下需要屏蔽高位（如果存在）。然而，char 可能不是无符号的，并且您不希望将八位元解释为有符号值，因此请改用 unsigned char。

第二个问题是，在 C++ 标准库中没有 buffer.readInt16LE() 方法可以读取小端格式的 16 字节数据。那么，我应该如何以一种可移植且安全的方式实现这个函数呢？

逐个字节地读入一个 unsigned char。将第一个字节分配给变量(足够大，至少可以表示16位)。使用复合位或运算将第二个字节的位向左移8位并分配给变量。

或者更好的方法是，不要重新实现它，而是使用已经存在的第三方库。

我已经尝试使用 char 数据类型读取它，但在我的机器上它肯定会产生垃圾。

那么你的尝试有错误。 char 没有固有的问题会导致输出垃圾。我建议使用调试器来解决这个问题。