如何将 []byte 转换为 [8]uint8答案

【问题标题】：How can I cast []byte to [8]uint8如何将 []byte 转换为 [8]uint8
【发布时间】：2019-03-07 15:39:54
【问题描述】：

我需要填充一个具有[8]uint8 类型成员的结构。这需要使用初始化为长度 8 的 []byte 类型的字节数组填充。简单的方法不起作用：

Data:   [8]uint8(RequestFrame(0x180, r)),

给予

cannot convert .. (type []byte) to type [8]uint8

由于两个数组在结构上是相同的，如果这可以通过强制转换/赋值而不是复制来完成会很好吗？

【问题讨论】：

标签： go

【解决方案1】：

背景

您的“简单方法”的问题在于，切片（任何类型）是一个由指针组成的struct-typed 和两个整数；指针包含的地址底层（支持）数据数组，整数包含 len() 和 cap() 内置函数为该切片返回什么。

换句话说，切片是一种视图到数组。

那么，在 Go 中，没有类型转换的概念；只有类型转换，并且这些转换可能只发生在具有相同基础表示的类型¹。

由于切片和数组可能没有相同的底层表示（数组实际上是一个连续的内存块大小刚好足以包含数组的所有元素），您所谓的类型转换可能不合法。

可能的解决方案

有两种可能的解决方案。

最简单的方法是从切片中复制数据支持数组到一个新分配的数组中：

var (
    src = []byte{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}
    dst [8]uint8
)
copy(dst[:], src[:8])

请注意，切片和切片之间存在固有的差异数组类型：数组类型同时编码其元素的类型及其长度（即长度是类型的一部分），而切片类型仅编码其元素的类型（并且在运行时可以是任意长度）。

这意味着您可能需要在此之前进行检查复制确保源切片正好有 8 元素，即len(src) == len(dst)。

这个不变量可能由其他代码强制执行，但我认为我会提前警告你：如果src 少于 8 元素，src[:8] 表达式将在运行时恐慌，如果它包含更多，那么问题是是否只复制其中的前 8 个正是我们所需要的。

第二种方法（诚然更麻烦）是重复使用切片的底层数组：

import "unsafe"

var (
    src    = []byte{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}
    dstPtr *[8]uint8
)

if len(src) != len(*dstPtr) {
    panic("boom")
}
dstPtr = (*[8]uint8)(unsafe.Pointer(&src[0]))

这里，我们刚刚获取了第一个元素的地址包含在切片的底层数组中并执行一个“脏”的两相类型转换，使获得的指针类型为*[8]uint8——即“一个地址 8 个 uint8s" 的数组。

注意两个警告：

结果指针现在指向与原始切片相同的内存块。这意味着现在可以通过 slice 和我们得到的指针。
一旦您决定分配数组的数据到[8]uint8 类型的变量（并将其作为参数传递到该类型的函数参数），您将取消引用那个指针（比如*dstPtr），在那一刻数组的数据将被复制。

我特别提到这一点，因为人们经常使用像这样的黑客来拉出支持阵列精确切片以尝试不复制内存。

TL;DR

复制数据（假设验证了 len(src) == len(dst) 保持不变）。

复制 8 个字节很快（在典型的 64 位 CPU 上，这将是一条MOV 指令，或最多两条），代码将直截了当。

只有当你真的需要在一些关键的热路径上进行优化。在这种情况下，请广泛评论解决方案并注意不会意外取消引用您的指针。

¹这条规则有一些明显的例外：

[]byte 可以类型转换为 string，反之亦然。
string 可以类型转换为 []rune，反之亦然。
int 可以类型转换为 string（但从 Go 1.15 开始，go vetgives a warning about it，将来可能会禁止此功能）。

【讨论】：

【解决方案2】：

您可以使用copy 非常简单地将byte 切片的内容复制到uint8 数组中，如下所示：

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    slice := []byte{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}

    array := [8]uint8{}

    copy(array[:], slice)

    fmt.Println(array)
}

输出

[1 2 3 4 5 6 7 8]

Try it out on the playground.

但是我可以问你为什么使用数组吗？通常最好只使用切片，除非你有很好的理由。

【讨论】：

【解决方案3】：

从 Go 1.17 开始，您可以直接使用类型转换，来自 slice to an array pointer:

    a := make([]byte, 8)
    b := (*[8]uint8)(a) // b is pointer to [8]uint8

您可以只取消引用以获得非指针[8]uint8 类型。

    a := make([]byte, 8)
    b := *(*[8]uint8)(a) // b is [8]uint8

注意事项：

与copy 不同，转换方法不会产生额外的分配（不是你的，也不是copy 可能完成的），因为它只产生一个指向现有后备数组的指针。虽然取消引用数组指针will make a copy。
如果数组的长度大于切片的长度，则转换会出现混乱

a := make([]byte, 5)
b := (*[10]byte)(a) // panics

指针指向切片的底层数组，因此通过索引可以看到相同的值：

    a := []byte{0xa1, 0xa2}
    b := (*[2]uint8)(a)

    fmt.Printf("%x\n", a[0]) // a1
    b[0] = 0xff
    fmt.Printf("%x\n", a[0]) // ff

您可以从byte 转换为uint8，包括从它们派生的类型文字，因为byte 是uint8 的别名（等同于）。

【讨论】：