我可以使用联合和位域进行数据打包吗

Question

我正在为字体创建 4 位和 8 位颜色编码。这包括前景、背景、样式和格式。我希望使用以下结构来表示 4 字节包中的数据。我的意图是将其提取为单个uint32_t，可以将其转换为二进制数据并保存在文件中。

这是我目前拥有的：

struct font_pack {
    uint8_t : 8;
    struct {
        uint8_t format : 4;
        uint8_t style : 4;
    } header;
    uint8_t foreground;
    uint8_t background;
}

标头包含两个半字节。 format 表示颜色代码是 4 位或 8 位颜色。 style 是一个位标志集，用于声明格式化程序，例如粗体和下划线。

然后我使用以下union 获取原始二进制文件，用于写入文件以及将数据设置或打印为十六进制。

union font_raw {
    font_pack pack;
    uint32_t data;
}

不幸的是，当我打印出十六进制时，我得到了0x04032100，而我期待0x00120304。这让我觉得在 union 中不能保证字节对齐，并且字节序正在吸引我。我真的只是希望有简单的方法将数据打包和解包成 3 个字节。

有没有其他简单的方法可以做到这一点，还是我坚持使用更传统的功能来进行打包和拆包？

Answer 1

这看起来肯定是字节顺序问题。我猜您使用的是 x86/x64（类似 Intel）架构，它是 little-endian 并且会将字节从最不重要到最重要打包。如果您在同一架构（如此小端系统）上写入和读取数据，则字节序将确保您以相同的顺序读取字节打包，因此您的 font_pack 成员仍应正确输出。但是，如果您要在大端系统上加载这些文件，则需要走更传统的路线。但是，如果您保证使用相同的字节序，我会采用您的方法。它非常优雅:)

edit：如果您正在在不同的字节序机器之间进行读取或写入，那么您总是可以执行以下操作：

#ifdef LITTLE_ENDIAN
struct font_pack {
    uint8_t : 8;
    struct {
        uint8_t format : 4;
        uint8_t style : 4;
    } header;
    uint8_t foreground;
    uint8_t background;
}
#else
struct font_pack {
    uint8_t background;
    uint8_t foreground;
    struct {
        uint8_t format : 4;
        uint8_t style : 4;
    } header;
    uint8_t : 8;
}
#endif

然后在您的 x86 或类似系统上定义 LITTLE_ENDIAN，而不是在大端系统上。希望对您有所帮助。