Question

我有一个从套接字（小端）读入的字节流。有人能告诉我为什么只有下面的方法中的最后一个给出正确的答案？我怀疑它与进位位有关，但不确定。我总是发现这个时候以十六进制形式打印二进制数据

e.g。

printf("%02X", data);

它有时会在前面用0xff打印出有趣的值。修复它的方法似乎这样做。当数据也是char数据类型时，偶尔会发生这种情况：

printf("%02X", data & 0xff);

这是我用字节流看到的简化示例。字节是我从套接字读取的字节流。

int main(int argc, char* argv[])
{
    union {
        unsigned int num;
        char bytes[4];
    } x;

    x.num = 500;
    printf("x.num=%u\n", x.num);

    unsigned int method1 = x.bytes[0] | (x.bytes[1] << 8) | (x.bytes[2] << 16) | (x.bytes[3] << 24);
    printf("method1 = %u\n", method1);

    unsigned int method2 = x.bytes[0] + (x.bytes[1] << 8) + (x.bytes[2] << 16) + (x.bytes[3] << 24);
    printf("method2 = %u\n", method2);

    unsigned int method3 = (x.bytes[0] & 0xff | (x.bytes[1] & 0xff) << 8 
                            | (x.bytes[2] & 0xff) << 16 | (x.bytes[3] & 0xff) << 24);
    printf("method3 = %u\n", method3);

    return 0;
}

哪个输出：

x.num=500
method1 = 4294967284
method2 = 244
method3 = 500

只有最后一次提取实际上是正确的。我的方法是建立最优的数字吗？我还尝试了memcpy变量，但又不可靠。

Answer 1

当将有符号数据类型转换为更高数据类型时，最高有效位用作符号位。你的工会应该有unsigned char。在你的情况下500 = 256 + 244 = 0x1f4并且字节244具有最高有效位设置，所以当提升变为0xfffffff4时。

Answer 2

为什么不在unsigned char bytes[4]中使用union？如果没有签名规范，您不知道您的char是签名还是未签名（取决于平台和编译器），因此对它们进行算术会产生特殊结果并不奇怪。

如果您的编译器确实决定将您的“神秘字符数据”视为已签名而非无符号，则您可能观察到的0xFF可能是由于符号扩展所致。

根据经验，当char用于表示“用于进一步处理或显示目的的字节”时，我建议始终使用unsigned char来确定 - 我不记得何时上一次是我真的想要一个签名的字符！ - ）

Answer 3

在小端架构中，数字500（256 + 244）将存储为：

+-----------+-----------+-----------+-----------+
| 244(0xf4) |   1(0x01) |   0(0x00) |   0(0x00) |
+-----------+-----------+-----------+-----------+

并且，因为您自己使用char，所以C标准没有指定它是有符号还是无符号（它是实现定义的）。在您的情况下，它似乎已签名。

除此之外：当您将“瘦”数据值加载到更宽的数据值时，符号扩展以二进制补码编码发生。在细数的最高位为1（表示负数）的情况下，这扩展到更宽类型中的所有更高位。这样做的原因是为了保持数字的性质。例如，8位中的-12为0xf4，16位为0xfff4，而256位为0xfffffffffffffffffffffffffffffff4。

这意味着244（-12或0xf4）将被转换为0xfffffff4。这可能会严重破坏您的|和+解决方案。

您将获得的价值是：

x0       0xfffffff4  
x1<<8    0x00000100
x2<<16   0x00000000
x3<<24   0x00000000

方法1使用|，因此最终得到0xfffffff4（x1中的另一位已经在x0中设置，因此它不受影响，x2 / x3全部为零），这是{{ 1}}作为4294967284。

方法2添加它们，以便最终得到unsigned int当然包装，丢弃高字节并留下0x1000000f4或244。

在方法3中，符号扩展名仍会发生，但之前 0xf4 &。这是0xff操作，可以反转符号扩展的效果，并将&转回0xfffffff4。

正如其他人已经提到的那样，明确使用0xf4。这可以防止在升级到更大的整数类型时发生符号扩展。

用C / C ++重写数字

3 个答案: