整数到 char 数组

Question

我需要在位层将整数值转换为字符数组。假设 int 有 4 个字节，我需要将它分成 4 个长度为 1 字节的块作为 char 数组。

例子：

int a = 22445;
// this is in binary 00000000 00000000 1010111 10101101
...
//and the result I expect
char b[4];
b[0] = 0; //first chunk
b[1] = 0; //second chunk
b[2] = 87; //third chunk - in binary 1010111
b[3] = 173; //fourth chunk - 10101101

我需要这种转换非常快，如果可能的话没有任何循环（可能是一些位操作的技巧）。目标是在一秒钟内完成数千次此类转换。

Answer 1

我不确定我是否推荐这个，但你可以 #include <stddef.h> 和 <sys/types.h> 并写：

*(u32_t *)b = htonl((u32_t)a);

（htonl是为了确保整数在你存储之前在big-endian order中。）

Answer 2

int a = 22445;
char *b = (char *)&a;
char b2 = *(b+2); // = 87
char b3 = *(b+3); // = 173

Answer 3

根据您希望如何表示负数，您可以简单地转换为unsigned，然后使用掩码和移位：

unsigned char b[4];
unsigned ua = a;

b[0] = (ua >> 24) & 0xff;
b[1] = (ua >> 16) & 0xff;
b[2] = (ua >> 8) & 0xff
b[3] = ua & 0xff;

（由于将负数转换为无符号的 C 规则，这将产生负数的二进制补码表示，这几乎肯定是您想要的）。

Answer 4

要访问任何类型的二进制表示，您可以将指针强制转换为字符指针：

T x;  // anything at all!

// In C++
unsigned char const * const p = reinterpret_cast<unsigned char const *>(&x);

/* In C */
unsigned char const * const p = (unsigned char const *)(&x);

// Example usage:
for (std::size_t i = 0; i != sizeof(T); ++i)
    std::printf("Byte %u is 0x%02X.\n", p[i]);

也就是说，您可以将p 视为指向数组unsigned char[sizeof(T)] 的第一个元素的指针。 （在你的情况下，T = int。）

我在这里使用了unsigned char，以便在打印二进制值时不会遇到任何符号扩展问题（例如，在我的示例中通过printf）。如果要将数据写入文件，请改用char。

Answer 5

您已经接受了答案，但我仍然会给出我的答案，这可能更适合您（或相同...）。这是我测试的：

int a[3] = {22445, 13, 1208132};

for (int i = 0; i < 3; i++)
{
    unsigned char * c = (unsigned char *)&a[i];
    cout << (unsigned int)c[0] << endl;
    cout << (unsigned int)c[1] << endl;

    cout << (unsigned int)c[2] << endl;
    cout << (unsigned int)c[3] << endl;
    cout << "---" << endl;
}

...它对我有用。现在我知道您请求了一个 char 数组，但这是等效的。对于第一种情况，您还要求 c[0] == 0, c[1] == 0, c[2] == 87, c[3] == 173，这里顺序颠倒了。

基本上，您使用 SAME 值，只是以不同的方式访问它。

你可能会问，为什么我没有使用 htonl()？

好吧，既然性能是一个问题，我认为你最好不要使用它，因为调用一个确保字节按某种顺序排列的函数似乎是在浪费（宝贵的？）周期，当它们可以有的时候在某些系统上已经按照该顺序，并且如果不是这种情况，您可以修改代码以使用不同的顺序。

因此，您可以在之前检查订单，然后根据测试结果使用不同的循环（更多代码，但提高性能）。

另外，如果您不知道您的系统是使用 2 字节还是 4 字节 int，您可以先检查一下，然后根据结果再次使用不同的循环。

重点是：您将拥有更多代码，但您不会在循环内部的关键区域浪费循环。

如果您仍然有性能问题，您可以展开循环（在循环内重复代码，并减少循环次数），因为这也可以为您节省几个循环。

请注意，就 C++ 而言，使用 c[0]、c[1] 等等价于 *(c)、*(c+1)。

Answer 6

typedef union{
  byte intAsBytes[4];
  int int32;
}U_INTtoBYTE;