在 C++ 中使用按位运算符将 4 个字符更改为 int

Question

我必须做的是以二进制模式打开一个文件，其中包含旨在解释为整数的存储数据。我看过其他示例，例如 Stackoverflow-Reading “integer” size bytes from一个 char* 数组。 但我想尝试采取不同的方法（我可能只是固执，或者愚蠢:/）。我首先在十六进制编辑器中创建了一个简单的二进制文件，其内容如下。

00 00 00 47 00 00 00 17 00 00 00 41
如果 12 个字节被分成 3 个整数，则该值（应该）等于 71、23 和 65。

以二进制模式打开此文件并将 4 个字节读入字符数组后，如何使用按位运算使 char[0] 位成为 int 的前 8 位，依此类推，直到每个 char 的位成为 int 的一部分整数。

 
My integer = 00        00        00        00  
 +           ^         ^         ^         ^
Chars      Char[0]  Char[1]   Char[2]   Char[3]
             00        00        00        47


So my integer(hex) = 00 00 00 47 = numerical value of 71

另外，我不知道我的系统的字节序在这里如何发挥作用，所以有什么我需要记住的吗？

这是我到目前为止所拥有的代码片段，我只是不知道接下来要采取的步骤。

std::fstream myfile;
    myfile.open("C:\\Users\\Jacob\\Desktop\\hextest.txt", std::ios::in | std::ios::out | std::ios::binary);
    if(myfile.is_open() == false)
    {
        std::cout << "Error" << std::endl;
    }
    char* mychar;
    std::cout << myfile.is_open() << std::endl;
    mychar = new char[4];
    myfile.read(mychar, 4);

我最终计划处理从文件中读取浮点数，最终可能是自定义数据类型，但首先我只需要更熟悉使用按位运算。 谢谢。

Answer 1

您需要按位左移运算符：

typedef unsigned char u8;  // in case char is signed by default on your platform
unsigned num = ((u8)chars[0] << 24) | ((u8)chars[1] << 16) | ((u8)chars[2] << 8) | (u8)chars[3];

它的作用是将左参数向左移动指定的位数，并从右侧添加零作为填充。例如，2 << 1 是 4，因为 2 在二进制中是 10，向左移动 1 得到 100，即 4。

这可以用更通用的方式写成循环形式：

unsigned num = 0;
for (int i = 0; i != 4; ++i) {
    num |= (u8)chars[i] << (24 - i * 8);    // += could have also been used
}

系统的字节顺序在这里并不重要；您知道文件中表示形式的字节序，它是恒定的（因此可移植），因此当您读取字节时，您知道如何处理它们。 CPU/内存中整数的内部表示可能与文件中的不同，但代码中它的逻辑按位操作与系统的字节顺序无关；最低有效位始终位于右侧，最高有效位始终位于左侧（在代码中）。这就是为什么移位是跨平台的——它在逻辑位级别上运行:-)

Answer 2

你有没有想过使用Boost.Spirit来制作一个二进制解析器？开始时您可能会遇到一些学习曲线，但如果您想稍后扩展程序以读取浮点数和结构化类型，那么您将拥有一个很好的起点。

Spirit 有很好的文档记录，并且是 Boost 的一部分。一旦你了解了它的来龙去脉，你就会发现你可以用它做什么，所以如果你有时间尝试一下，我真的建议你看一下。

否则，如果您希望二进制文件“可移植”，即您希望能够在大端和小端机器上读取它，则需要某种字节顺序标记（BOM）。这将是您要阅读的第一件事，之后您可以简单地逐字节读取整数。最简单的事情可能是将它们读入一个联合（如果您知道要读取的整数的大小），如下所示：

union U
{
    unsigned char uc_[4];
    unsigned long ui_;
};

将数据读入 uc_ 成员，如果需要更改字节顺序，则交换字节从 ui_ 成员读取值。没有任何移位等需要完成 - 除了交换（如果你想改变字节序）..

HTH

rlc