如何在非对齐位置将 char 数组转换为 int？

Question

在 C/C++ 中有没有办法在任何位置将 char 数组转换为 int？

我尝试了以下方法，如果我尝试使用带有非常量偏移的指针算法，它会自动对齐最近的 32 位（在 32 位架构上）：

unsigned char data[8];
data[0] = 0; data[1] = 1; ... data[7] = 7;
int32_t p = 3;
int32_t d1 = *((int*)(data+3));  // = 0x03040506  CORRECT
int32_t d2 = *((int*)(data+p));  // = 0x00010203  WRONG

更新：

• 如 cmets 中所述，输入以 3 元组的形式出现，我不能 改变它。
• 我想进一步将 3 个值转换为 int 处理，并且这种转换应该尽可能快。
• 该 解决方案不必是跨平台的。我正在与一个非常 具体的编译器和处理器，所以可以假设是32 大端位架构。
• 结果的最低字节对我来说并不重要（见上文）。

我目前的主要问题是：为什么 d1 有正确的值而 d2 没有？这对其他编译器也是如此吗？这种行为可以改变吗？

Answer 1

不，你不能以便携的方式做到这一点。

尝试从 char* 转换为 int* 时遇到的行为在 C 和 C++ 中未定义（可能是因为您发现的原因：ints 可能在 4 字节边界上对齐，data 当然是连续的。）

（data+3 有效但 data+p 无效的事实可能是由于编译时间与运行时评估。）

另请注意，char 的签名性在 C 或 C++ 中均未指定，因此如果您正在编写这样的代码，则应使用 signed char 或 unsigned char。

最好的办法是使用按位移位运算符（>> 和 <<）和逻辑 | 和 & 将 char 值吸收到 int 中。如果您使用 16 位或 64 位 ints 构建目标，还可以考虑使用 int32_t。

Answer 2

没有办法，将指针转换为错误对齐的指针是未定义的。

您可以使用memcpy 将char 数组复制到int32_t。

int32_t d = 0;
memcpy(&d, data+3, 4); // assuming sizeof(int) is 4

大多数编译器都为 memcpy 提供了内置函数，并带有一个恒定大小的参数，因此这很可能不会产生任何运行时开销。

即使正确对齐的指针允许像您展示的那样进行强制转换，但取消引用这样的指针还是违反了严格的别名。不能通过int 类型的左值访问有效类型为char[] 的对象。

一般来说，类型双关是字节序相关的，转换代表 RGB 颜色的 char 数组可能更容易以与字节序无关的方式进行，例如

int32_t d = (int32_t)data[2] << 16 | (int32_t)data[1] << 8 | data[0];