我可以通过网络以二进制形式发送整数而不必担心陷阱值带来的UB吗？

Question

坦白说，这样的代码是否有效（除了缺少必要的错误检查之外，为简单起见，在此省略）？

通过Internet发送数据的代码：

uint16_t i = htons(500);

sendto(sockfd, &i, sizeof(uint16_t), 0, &dest_addr, sizeof(struct sockaddr_in));

接收数据的代码：

uint16_t i;
recvfrom(sockfd, &i, sizeof(uint16_t), 0, src_addr, sizeof(struct sockaddr_in));
i = ntohs(i);
if(i < 100 || i > 1000)
    fprintf(stderr, "Received invalid data over the network\n");
else
    do_something(i);

我担心的是，由于我读到C标准允许除unsigned char以外的任何类型的陷阱值，是否有可能以这种方式通过网络接收到这样的陷阱值，因此我将尽快拥有UB。我写i = ntohs(i)吗？

还是POSIX保证uint16_t和uint32_t不会包含陷阱值？

还是不受任何官方标准的保证，但是绝大多数实现都没有uint16_t和uint32_t陷阱值，因此按照该实际标准，我不必担心吗？

Answer 1

C99指定固定宽度类型必须是二进制补码，并且没有填充位。 标准中有关陷阱表示的位表示，在整数类型中，只有填充位会导致陷阱表示。 因此，我们甚至无需深入研究POSIX就可以看到您的代码很好。

POSIX还使所有整数类型都为2的补码（我现在找不到，要么说得如此明确，要么是POSIX中某些其他因素的结果，我不记得了）。

Answer 2

我认为答案是“是”。 你在做什么很好。

我认为您担心的一点是：

某些对象表示形式不必表示对象类型的值。 如果对象的存储值具有这种表示形式，并且由不具有字符类型的左值表达式读取，则该行为是不确定的。

对于uinxx_t，我不相信有任何陷阱值。 位值的所有组合都会产生一个有效数字（即对象表示形式）。 即，所有位组合都“表示对象类型的值”，因此您不能将uintxx_t初始化为陷阱值/表示。

然后，标准继续说，这是我以前从未读过的，所以这很有趣：

对于有符号整数类型...如果符号位为1，则应通过以下方式之一修改值：

—符号位0的对应值被取反（符号和大小）；

—符号位的值为-（2N）（二进制补码）；

—符号位的值是-（2N-1）（一个补码）。

其中哪一个是实现定义的，符号位为1且所有值位为零的值（对于前两个）还是符号位且所有值位为1（补码的值）是陷阱表示还是？正常值。

因此，如果您使用带符号的整数，则可能会出现问题，但它似乎不适用于无符号的整数。

Answer 3

uint16_t在内存中不能包含陷阱值-有16个值位，没有填充位。 但是，地址从未被使用的未初始化局部变量将具有不确定的值。 由于在这里使用i的地址，因此它必须驻留在内存中，即使recvfrom失败，它也将具有有效的未指定值。

Answer 4

在发送和接收二进制数据时，您还需要考虑客户端和服务器的字节顺序。

如果您的客户端是小字节序并发送到大字节序服务器，则在服务器上，如果客户端已经将二进制数据转换为网络字节顺序，则无需将二进制数据转换回去