二进制文件写入后读取负整数答案

【问题标题】：Binary File Reads Negative Integers After Writing二进制文件写入后读取负整数
【发布时间】：2014-10-24 22:24:32
【问题描述】：

我来自this question，我想将 2 个整数写入一个字节，保证在 0-16 之间（每个 4 位）。

现在，如果我关闭文件，然后运行另一个程序，读取....

for (int i = 0; i < 2; ++i)
{
    char byteToRead;
    file.seekg(i, std::ios::beg);
    file.read(&byteToRead, sizeof(char));
    bool correct = file.bad();
    unsigned int num1 = (byteToRead >> 4);
    unsigned int num2 = (byteToRead & 0x0F);
}

问题是，有时这可行，但有时我的第一个数字是负数，而第二个数字一直是 10 或 9，而且它们肯定不是我写的数字！

因此，例如，前两个数字有效，但下一个数字无效。例如，上面读取的输出将是：

At byte 0, num1 = 5 and num2 = 6
At byte 1, num1 = 4294967289 and num2 = 12

在字节 1，num1 应该是 9。看起来 12 写得很好，但 9 byteToWrite -100 'œ'' 我检查了this question，我认为它有类似的问题，但我觉得我的字节序就在这里。

【问题讨论】：

您正在阅读byteToRead，但正在从myNums 构建数字。
问题写错了，谢谢
您可能还想在执行此操作时使用无符号数字，以避免在移动它们时使用符号扩展。
你为什么使用seekp(i/2)？
在使用位操作时需要使用unsigned整数，尤其是右移。

标签： c++ fstream binaryfiles bit-shift

【解决方案1】：

右移运算符保留最左边位的值。如果移位前最左位为0，则移位后仍为0；如果为 1，则移位后仍为 1。这允许保留值的符号。

在你的例子中，你将 9 (0b1001) 与 12 (0b1100) 结合起来，所以你写了 0b10011100 (0x9C)。第 7 位是 1。

当 byteToRead 右移时，你得到 0b11111001 (0xF9)，但它被隐式转换为 int。从 char 到 int 的转换也保留了值的符号，因此它产生 0xFFFFFFF9。然后隐式 int 被隐式转换为 unsigned int。所以 num1 包含 0xFFFFFFF9 即 4294967289。

有两种解决方案：

在进行右移时将 byteToRead 转换为无符号字符；
对移位结果应用掩码以仅保留所需的 4 位。

【讨论】：

char 到 int 的转换发生在右移之前

【解决方案2】：

问题源于 byteToRead >> 4 。在 C 中，任何算术运算都至少以int 精度执行。所以发生的第一件事就是byteToRead被提升为int。

这些促销是保值的。你的系统有普通的char作为签名，即范围-128到127。您的 char 最初可能是 -112（位模式 10010000），然后在提升为 int 后，它会保留其值 -112（位模式 11111...1110010000）。

负值的右移是实现定义的，但常见的实现是进行“算术移位”，即除以二；所以你最终得到byteToRead >> 4的结果是-7（位模式11111....111001）。

将-7 转换为unsigned int 得到UINT_MAX - 6，即4295967289，因为无符号算术被定义为环绕mod UINT_MAX+1。

要解决此问题，您需要在执行算术之前转换为无符号。您可以将byteToRead 转换为（或别名）unsigned char，例如：

unsigned char byteToRead;
file.read( (char *)&byteToRead, 1 );

【讨论】：