如何一次访问数组的多个元素？答案

【问题标题】：How to access multiple elements of array in one go?如何一次访问数组的多个元素？
【发布时间】：2014-10-12 21:23:23
【问题描述】：

我有一个数组uint8_t data[256]。但是每个元素都是单字节的。我的数据总线是 32 位长。所以，如果我想访问 32 位，我会这样做：

DATA = data[i] + (data[i + 1] << 8) + (data[i + 2] << 16) + (data[i + 3] << 24);

但这会在内存中转换为 4 个单独的读取请求，每个请求一个字节。

如何以单笔交易的形式访问全部 4 个字节？

【问题讨论】：

如果 data 的类型为 int [256]，则每个求和数不仅读取一个字节。
您必须使用非常非标准的编译器才能使 int data[256]; 由单字节组成。每个“字节”必须至少为 16 位（CHAR_BIT == 16）。我认为你所做的假设有些混乱。如果，正如您的一位 cmets 所建议的那样，您的意思是 uint8_t data[256];，那么一个问题是“您是否要在不是 4 的倍数的 i 值处编制索引”？另一个问题是“如果您尝试将“不正确对齐”的内存地址作为 4 字节单元访问会发生什么？在冒险走捷径之前，您需要知道这两个问题的答案。

标签： c arrays

【解决方案1】：

如果您知道数据的字节顺序（或者您不关心），并且您的数据是对齐的（或者有一个字节寻址过程并且您不关心效率），您可以将数据转换为uint32_t * 并在 4 字节卡盘中访问它，如下所示：

DATA = ((uint32_t *)data)[i/4];

这当然假设 i 是 4 的倍数。

【讨论】：

你应该更准确：如果你知道目标架构是小端的。

【解决方案2】：

只需将data 转换为uint32_t。

uint8_t data[256] = {1,2,3,4,5,6,7,8} ;

int main(int argc, char **argv)
{
  int index = 1 ;
  uint32_t d = *(uint32_t *)(data + index) ;
  printf ("%08x\n", d) ;
}

小端架构的输出将是

05040302

大端架构的输出将是

02030405

但是，根据运行程序的处理器的架构，您可能会遇到内存对齐问题（如果您处理未对齐的内存，性能会受到影响，或者如果您的处理器不支持未对齐的内存寻址，甚至会崩溃）。

【讨论】：

我试过了，这几乎奏效了：我拥有的数据是 01,02,03,04,05,06,07,08... 当我以 *(long *)(data+0)，我得到 0x01030201 而不是 0x04030201。当我访问 *(long *) (data+1) 时，我得到 0x05040302。意思是data[4]=4，但是返回的值是不正确的，你知道为什么会这样吗？
代码在这里运行良好。针对这个特定问题提出关于 stackoverflow 的新问题。
输出会依赖于芯片架构吗？我的印象是输出将与架构无关，就像位移等一样。这可以解释为什么@Rgarg 得到 0x05040302 而不是小端表示，即使他/她可能在芯片上使用 little-引擎盖下的字节序表示。
uint32_t d = *(uint32_t *)(data + index) ; 和 index = 1 是未对齐的访问，具有潜在的未定义行为。
@chqrlie 在答案的最后一句中已经提到。

【解决方案3】：

也许您应该将数据存储为 32 位数组：

uint32_t data[64];
DATA = data[i];
DATA = data[i+1];
...

【讨论】：

我无法修改数组。它是一个约束。但如果我们从记忆的角度来看，这不就是一回事吗？ uint32_t 数据[64] 和 uint8_t 数据[256]？
@Rgarg：你的数组是什么类型的？在问题中，您说int data[256];，但在您的评论中，您似乎在说uint8_t data[256];——它们非常不同！事实上，这让你的问题变得一团糟。

【解决方案4】：

正如@dwayne-towell 提到的 - 您需要注意数据的字节顺序。在一个事务中，它可能会像下面的示例那样实现：

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>

int
main()
{
        uint8_t data[256];
        uint32_t i, *p;

        // Add some 32bit numbers
        p = (uint32_t *)data;
        for (i = 0; i < sizeof(data)/sizeof(uint32_t); ++i) {
                *(p++) = i;
        }

        // Print some 32bit numbers
        p = (uint32_t *)data;
        for (i = 0; i < sizeof(data)/sizeof(uint32_t); ++i) {
                printf("value=%u\n", *(p++));
        }

        return (0);
}

【讨论】：