为什么 BinaryReader.ReadUInt32() 会反转位模式？

Question

我正在尝试使用 BinaryReader 类读取二进制文件，并且我需要将其作为 UInt32 块读取，然后进行一些位移等操作。

但是，由于某种原因，当我使用 ReadUInt32 方法时，位顺序会颠倒。

例如，如果我有一个文件，其中前四个字节在十六进制中看起来像这样，0x12345678，那么它们在被 ReadUInt32 读取后最终会像这样：0x78563412。

如果我使用 ReadBytes(4) 方法，我会得到预期的数组：

[0x00000000]    0x12    byte
[0x00000001]    0x34    byte
[0x00000002]    0x56    byte
[0x00000003]    0x78    byte

这是为什么？ 这就是 .net 在内存中表示 uint 的方式吗？ 不同平台上的情况是否相同（我运行的是 64 位 Windows 7、.net 3.5 sp1）？

Answer 1

是的，这与计算机硬件在内存中存储单位的方式有关。 尽管大多数台式计算机应该是相同的，但在不同的平台上它可能会有所不同。

这称为字节顺序 - 请参阅此处的维基百科：

http://en.wikipedia.org/wiki/Endian

Answer 2

这似乎是一个 endianness 问题。 文档说 ReadUint32 以小端方式读取因此第一个字节是最低有效的，因此它位于最低的内存位置。 你的作者一定是大端字节序吗？

BinaryWriter.Write(UInt32) 说它写入 也是小端字节序。 你的二进制数据源不是BinaryWriter吗？

基本上，修复它需要做的是：

uint a = 0x12345678;
uint b = ((a & 0x000000FF) << 24) + ((a & 0x0000FF00) << 8) + ((a & 0x00FF0000) >> 8) + ((a & 0xFF000000) >> 24);

将最低有效字节上移 24 位，将第 2 个 LSB 上移 8 位，将第 3 个 LSB 下移 8 位，将第 4 个 LSB（MSB）下移 24 位。 多个库都介绍了这样做的方法。

也许使用 BitConverter 会更清楚一些：

uint a = 0x12345678;
byte[] bytes = BitConverter.GetBytes(a);
// Swap byte order
uint b = BitConverter.ToUInt32(new byte[] { bytes[3], bytes[2], bytes[1], bytes[0] }, 0);

Answer 3

查看 Jon Skeet 的 MiscUtil 库中的 Endian* 类，例如 EndianBinaryReader 和 EndianBitConverter。

http://www.yoda.arachsys.com/csharp/miscutil/

Answer 4

Jon Skeet 编写了一个具有可配置字节序的 BitConverter。 您可能会发现它很有用。

http://www.yoda.arachsys.com/csharp/miscutil/

Answer 5

这是平台 Endianess 的问题。 当您从流中读取数据时，您必须根据其写入的字节顺序来读取它。 如果您在 .Net 中创建数据，则 .Net 将正确读取它。

Answer 6

阅读通用 BinaryReader 和 BinaryWriter 扩展，这是处理非托管泛型转换的好方法方式。

对于 VB.NET（仅安全代码，也可以在 C# 中实现）使用以下内容：

Imports System.IO
导入 System.Runtime.CompilerServices
导入 System.Runtime.InteropServices

<HideModuleName()>
Public Module BinaryReaderExtensions

 <Extension()>
 Public Function Read(Of T As Structure)(br As BinaryReader) As T
  Dim bytes = br.ReadBytes(Marshal.SizeOf(GetType(T)))
  Dim handle = GCHandle.Alloc(bytes, GCHandleType.Pinned)
  Return Marshal.PtrToStructure(handle.AddrOfPinnedObject, GetType(T))
 End Function

 <Extension()>
 Public Function ReadReverse(Of T As Structure)(br As BinaryReader) As T
  Dim bytes = br.ReadBytes(Marshal.SizeOf(GetType(T))).Reverse.ToArray
  Dim handle = GCHandle.Alloc(bytes, GCHandleType.Pinned)
  Return Marshal.PtrToStructure(handle.AddrOfPinnedObject, GetType(T))
 End Function

End Module

您现在可以为 BitConverter，用于 BinaryWriter 等