将 int[] 转换为 byte：如何将 int[] 视为 byte[]？答案

【问题标题】：Converting int[] to byte: How to look at int[] as it was byte[]?将 int[] 转换为 byte：如何将 int[] 视为 byte[]？
【发布时间】：2012-02-05 01:49:56
【问题描述】：

解释一下：我有整数数组作为输入。我需要将它转换为字节数组，其中 1 int = 4 字节（大端）。在 C++ 中，我可以轻松地转换它，然后像访问字节数组一样访问该字段，而无需复制或计算数据 - 只需直接访问即可。这在 C# 中可能吗？而在 C# 2.0 中呢？

【问题讨论】：

您的应用程序是否将在原生大端的平台上运行？如果没有，那么您至少需要复制字节来进行转换。

标签： c# types int byte

【解决方案1】：

是的，使用不安全的代码：

int[] arr =...
fixed(int* ptr = arr) {
    byte* ptr2 = (byte*)ptr;
    // now access ptr2[n]
}

如果编译器报错，添加(void*):

    byte* ptr2 = (byte*)(void*)ptr;

【讨论】：

刚刚测试过，编译器没有报错。（至少使用 C#4）

【解决方案2】：

您可以创建一个 byte[] 大小为 int[] 长度的 4 倍。然后，您遍历整数数组并从以下位置获取字节数组：

BitConverter.GetBytes(int32);

接下来，您使用 Buffer.BlockCopy 将此函数中的 4 个字节复制到正确的偏移量 (i * 4)。

BitConverter Buffer.BlockCopy

【讨论】：

【解决方案3】：

看看BitConverter 类。您可以遍历int 的数组，并调用BitConverter.GetBytes(Int32) 为每个数组获取byte[4]。

【讨论】：

不复制就无法访问数据。实际上，在这种情况下，“访问”和“复制”本质上是同义词。即使只是将 i 作为右值（访问变量的最小可能方式）复制其值。
@David 不，ref i 不会复制值：p
每次读取的新分配非常昂贵，不幸的是BitConverter 不提供重用现有数组的重载。
@MarcGravell 那么它到底对这个值做了什么？您可以对寄存器以外的位置中的值执行的唯一操作就是复制它。（在你访问它之前的值在多少个地方？在你访问它的时候它在多少个地方？如果第二个数字大于第一个，那就是副本。）
@David 另一种选择是获取地址（因此ref） - 这实际上是一个严肃的问题，就像struct 一样，您可以使用ref 传递地址到一个方法，然后在方法内部访问成员和调用方法，而无需复制值。这种方法在 XNA 中很常见，其中structs 很常见以避免 GC。

【解决方案4】：

如果您编写不安全的代码，您可以在内存中修复数组，获取指向其开头的指针，然后强制转换该指针。

unsafe
{
  fixed(int* pi=arr)
  {
    byte* pb=(byte*)pi;
    ...
  }
}

.net 中的数组以元素数量为前缀，因此您无法安全地在指向相同数据的int[] 和byte[] 之间进行转换。您可以在uint[] 和int[] 之间进行转换（至少就.net 而言，C# 本身对此功能的支持有点不一致）。

还有一个基于联合的技巧来重新解释强制转换引用，但我强烈建议不要使用它。

以本地字节序从字节数组中获取单个整数的常用方法是BitConverter，但相对较慢。手动代码通常更快。当然也不支持逆向转换。

一种手动转换假设 little-endian 的方法（在我的 2.6GHz i3 上每秒管理大约 4 亿次读取）：

byte GetByte(int[] arr, int index)
{
  uint elem=(uint)arr[index>>2];
  return (byte)(elem>>( (index&3)* 8));
}

如果您想使用托管代码，我建议手动编写使用位移来访问单个字节的代码，如果您想要最后一点性能，则建议使用指针。

您还需要注意字节顺序问题。其中一些方法仅支持原生字节序。

【讨论】：

位移非常清楚。特别是，有些平台甚至不允许不安全。

【解决方案5】：

类型安全托管代码中最简单的方法是使用：

byte[] result = new byte[intArray.Length * sizeof(int)];
Buffer.BlockCopy(intArray, 0, result, 0, result.Length);

这并不完全符合我认为您的问题所问的问题，因为在小端架构（如 x86 或 ARM）上，结果数组最终将成为小端，但我很确定 C++ 也是如此也是。

如果您可以使用unsafe{}，您还有其他选择：

unsafe{
  fixed(byte* result = (byte*)(void*)intArray){
    // Do stuff with result.
  }
}

【讨论】：

我认为BlockCopy 使用本地字节序，而不是小字节序。当然，CLR 通常在小端架构上运行，因此在实践中差异并不重要。
@CodeInChaos，是的——非常正确。我的措辞有点草率。我真的想将他可能的平台选择导致的小端与 OP 对大端结果的要求进行对比。我已经修正了措辞，让事情变得更清楚。