Question

我最近被分配到一个C ++项目，涉及通过UDP在计算机之间发送的信息。当数据包到达时，我有一个程序接受数据并可以将其显示为原始十六进制字符串。但是，我正在努力准确地掌握整个过程应该如何工作。十六进制字符串应该包含几个字段（例如一个4字符数组，一些float_32s和一些uint_32s）。

如何将此字符串的各个部分翻译成正确的变量类型？第一个值，一个ASCII标题，很简单;十六进制字符串中的前八个字符是ASCII字的十六进制表示（0x45十六进制可以直接转换为大写字母E）。但是下一个值，一个32位浮点数，对我来说并没有多大意义。十六进制值“42 01 33 33”与浮点值“32.3”（给定示例）之间的关系是什么？

我在这里有点头脑，我觉得我遗漏了一些有关数字系统工作方式的重要信息。

Answer 1

C中的所有类型都有一个表示（大多数类型由特定实现定义）。大多数C实现使用IEEE 754来表示浮动类型（这实际上可能是C和C ++的要求，但是从内存中它不是）。 Wikipedia文章解释了浮动类型如何在内存中表示。在大多数C和C ++实现中，float是32位类型，double是64位类型。因此，在这些实现中，float宽度为4个字节，double宽度为8个字节。

要小心，因为字节顺序可能不同。一些架构以小端存储浮动类型，一些以大端存储。还有关于endianness的维基百科文章。

要将字节复制到浮动类型，您必须确保浮动类型与您拥有的字节数相同，然后您可以将字节逐个“复制”到浮动中类型。这样的东西会给你一个要点：

unsigned char rep[] = { 0x42, 0x01, 0x33, 0x33 };
float someFloat;

if (sizeof(someFloat) == 4)
{
    memcpy(&someFloat, rep, sizeof(someFloat));
}
else
{
    // throw an exception or something
}

还有其他方法可以将字节复制到浮动类型，但要注意“违反规则”（类型惩罚等）。此外，如果结果值不正确，可能是因为字节顺序错误，因此您需要反向复制字节，以便表示中的第4个字节是浮点数的第1个字节。

Answer 2

如果您有十六进制值：

42 01 33 33

相当于

0100 0010 0000 0001 0011 0011 0011 0011

二进制代码。

现在，有一个名为IEEE 754的浮点标准，它告诉您如何将浮点数格式化为二进制或后面。

它的要点是第一位是符号（正数/负数），接下来的8位是指数，最后23位是mantisse。这是计算机内部保存浮点数的方式，因为它只能存储1和0。

如果按照IEEE指定的方式将它们全部加在一起，则得到32.3。

Answer 3

确切的数据格式由所使用的协议指定，但表示数字数据的常用方法是：

无符号整数：这实际上是最简单的。它的典型表示原则上就像普通的十进制系统一样，除了“数字”是字节，并且可以有256个不同的值。

如果您查看像3127这样的十进制数字，您会看到三位数字。最低有效位是最后一位（在本例中为7）。最不重要意味着如果将其更改为1，则会得到值的最小变化（即1）。示例中最重要的数字是最左侧的3：如果您将该值更改为1，则进行值的最大更改，即更改1000.由于有10个不同的数字（0到9），由“3127”表示的数字是3 * 10 * 10 * 10 + 1 * 10 * 10 + 2 * 10 + 7.注意itz只是最重要的数字首先出现的惯例;你也可以定义最低有效数字首先出现，然后这个数字写成“7213”。

现在在大多数编码中，无符号数的作用完全相同，只是“数字”是字节，因此我们将基数为256而不是基数10.此外，与十进制数字不同，没有普遍的约定是否最重要首先是字节（MSB）或最低有效字节（LSB）;这两种约定都以不同的协议或文件格式使用。

例如，在4字节（即32位）unsigned int中，MSB优先（也称为big-endian编码），值1000 = 0 * 256 ^ 3 + 0 * 256 ^ 2 + 3 * 256 + 232将由四个字节值0, 0, 3, 232或十六进制00 00 03 E8表示。对于little-endian编码（LSB优先），它将是E8 03 00 00。并且作为16位整数，它只是03 E8（大端）或E8 03（小端）。

对于有符号整数，最常用的表示是两个补码。基本上它意味着如果最高有效位为1（即最高有效字节为128或更大），则字节序列不对上面写的数字进行编码，而是通过减去2 ^（位）得到的负数从中，其中（位）是数字中的位数。例如，在带符号的16位int中，序列FF FF不是65535，而是16位无符号int，而是65535-2 ^ 16 = -1。与无符号整数一样，您必须区分big-endian和little-endian。例如，-3在16位bit endian中为FF FD，在16位little endian中为FD FF。

浮点要复杂得多;今天通常使用IEEE / IEC规定的格式。基本上，浮点数的形式为符号*（1.mantissa）* 2 ^指数，符号，尾数和指数存储在不同的子字段中。同样，还有little-endian和big-endian形式。

弄清楚网络，十六进制和ascii如何相互作用

3 个答案: