使用 reinterpret cast 时交换字节序

Question

当通过网络发送数据时，转换字节数据可以通过以下几种方式实现：

12345  --> {0 0 48 57}

typedef unsigned char byte;

//1. Bit shift
int32_t shiftedInteger =  (int32_t) (inBytes[0] << 24 | inBytes[1] << 16  | 
inBytes[2] << 8 | inBytes[3]);

//2. Reinterpret cast
int32_t reinterpretedInteger = *reinterpret_cast<int32_t*>(&inBytes);

//3. Using unions
union{
    byte b[4];
    int32_t i;
}unionCast;

memcpy(unionCast.b,inBytes,4);
int_32t unionCasted = unctionCast.i;

转换数据的最佳方式是什么（在像微处理器这样的 arduino 上使用）？

union 和 reinterpretCast 方法面临大端与小端的问题，但一旦处理浮点数就会派上用场，因为简单的移位不足以将数据转换回来。使用 reinterpret_cast 时如何交换字节序？

Answer 1

你不能。 Reinterpret_cast 只改变编译器使用的类型，它不接触数据。

如How do I convert between big-endian and little-endian values in C++?中所建议使用

int32_t __builtin_bswap32 (int32_t x)

Answer 2

您使用 reinterpret 和访问 union 的非活动成员都违反了标准。这样说的规则被称为严格别名。

所以在您的选择中，换档是唯一符合标准的选项。

一个额外的选项——memcpy 直接进入目标类型——也符合标准。

您可以通过 memcpy 合法地对堆栈数组进行适当的放置，按照您的方式放置新的位置，然后 memcpy 返回。优化器将消除 memcpys!

你甚至可以这样做：

template<class T> 
struct raw_bytes:
  std::array<char, sizeof(T)>
{
  static_assert(std::is_pod<T>::value, "pod only");
  static raw_bytes to_raw( T in ){
    raw_bytes r;
    std::memcpy( r.data(), std::addressof(in), sizeof(T) );
    return r;
  }
  // this object no longer valid after convert, but returned reference is until this object destroyed
  T& convert(){
    char tmp[sizeof(T)];
    memcpy(tmp, data(), sizeof(T));
    T* r= ::new( (void*)data() ) T;
    memcpy(r, tmp, sizeof(T));
    return *r;
  }
};

可能值得也可能不值得。

您可以将 raw_bytes 粘贴到结构中并将字节块写入其中。然后你可以 convert() 那些字节就地到 T。返回的引用是合法访问这些字节的唯一途径； raw_bytes 的方法在严格阅读标准下不再合法。

使用 reinterpret cast 时交换字节序

Swapping endians when using reinterpret cast

c++

endianness

reinterpret-cast