写入未对齐的存储

Question

我有一些值要写入原始字节数组，在精确定义的位置，以通过网络发送它们。

//These are computed somewhere else in the program (and converted to little-endian regardless of platform):
using float32_t = float; static_assert(sizeof(float32_t) == 4);
uint32_t someInteger = 42;
float32_t someFloat = 4.2f;
bool someBoolean = true;
uint16_t someIndex = 42, someCRC1 = 42;

我的第一个解决方案有效并产生了正确的结果，但内存清理程序警告我有关未对齐的写入：

char* data = someBuffer.data(); //points directly into allocated raw bytes
(*reinterpret_cast<uint32_t *>(data     )) = someInteger;
(*reinterpret_cast<bool     *>(data +  4)) = someBoolean;
(*reinterpret_cast<float32_t*>(data +  5)) = someFloat; //unaligned
(*reinterpret_cast<uint16_t *>(data +  9)) = someIndex; //unaligned
(*reinterpret_cast<uint16_t *>(data + 11)) = someCRC;   //unaligned

所以我想出了第二种解决方案，方法是重新排序一些值并插入一个 1 字节的缓冲区以在两者之间对齐。

char* data = someBuffer.data(); //points directly into allocated raw bytes
(*reinterpret_cast<uint32_t *>(data     )) = someInteger;
(*reinterpret_cast<float32_t*>(data +  4)) = someFloat;
(*reinterpret_cast<bool     *>(data +  8)) = someBoolean;
(*reinterpret_cast<char     *>(data +  9)) = '\0'; //buffer for memory alignment
(*reinterpret_cast<uint16_t *>(data + 10)) = someIndex;
(*reinterpret_cast<uint16_t *>(data + 12)) = someCRC; //this has to be the last value!

但是我更希望有第一个排序并且没有对齐字节。 这可能独立于平台还是我必须依赖支持未对齐的商店指令？我听说使用std::memcpy 可能能够做到这一点，但我不确定如果这是真的，我将如何使用它。

Answer 1

使用std::memcpy，如std::memcpy(data + 5, &someFloat, sizeof someFloat);。它是由 C++ 标准的规则定义的，与问题中显示的方式使用 reinterpret_cast 不同，一个好的编译器会在适当的情况下将其优化为简单的加载和存储指令。

请注意，被复制对象的大小取决于 C++ 实现；您有责任确保它们与发送的缓冲区中布局的大小相匹配。此外，对象的表示很大程度上依赖于实现，尤其是它们的字节存储在内存中的顺序，因此您还有责任确保表示与通过网络发送的消息中的预期相匹配。在某些 C++ 实现中，您可能需要反转对象中的字节。并且您必须确保发送和接收系统对float 使用相同的格式，以此类推。