转换 std::vector<uint8_t> 打包 std::vector<uint64_t></uint64_t></uint8_t>

Question

我正在寻找一种有效且无需 UB 的方法将std::vector<uint8_t>转换为std::vector<uint64_t> st std::vector<uint64_t> ::vector<uint64_t> 中的每个元素都包含来自std::vector<uint8_t> 。 其余元素应该用零填充，但可以稍后完成。

到目前为止我想出的最好的方法是：

std::vector<uint64_t> foo(std::vector<uint8_t> const & v8) {
    std::vector<uint64_t> v64;
    v64.reserve((v8.size() + 7) / 8);
    size_t i = 0;
    uint64_t tmp;
    for(; i + 8 < v8.size(); i += 8) {
        memcpy(&tmp, v8.data() + i, 8);
        v64.push_back(tmp);
    }
    tmp = 0; // fill remainder with 0s.
    memcpy(&tmp, v8.data() + i, v8.size() - i);
    v64.push_back(tmp);
    return v64;
}

但我希望有一些更清洁/更好的方法。

Edit1：关于遗漏字节顺序问题的解决方案。 @VainMain 指出。

可以在memcpy之后用字节交换来修复。

Answer 1

如果您打算使用range-v3 library ，您可以使用ranges::view::chunk （或可能很快可用的 C++23 标准库实现等价物）。

这将特别减轻您计算将打包值存储在以下位置所需的向量大小的麻烦：

#include <array>
#include <cstddef>
#include <span>
#include <vector>

#include <range/v3/all.hpp>

std::vector<std::uint64_t> pack(const std::span<const std::uint8_t> values)
{
    const auto chunked_view = ranges::view::chunk(values, 8);

    std::vector<std::uint64_t> packed(ranges::size(chunked_view));
    ranges::transform(chunked_view, packed.begin(), [](const auto& word) {

        std::array<std::uint8_t, 8> buf{0}; // init with all 0's
        ranges::copy(word, buf.begin());

        std::uint64_t packed_word;
        std::memcpy(&packed_word, buf.data(), 8);
        return packed_word;
    });
    
    return packed;
}

示例（参见 godbolt.org ）

int main()
{
    std::array<uint8_t, 9> values;
    std::iota(values.begin(), values.end(), std::uint8_t{0});

    for (auto t : pack(values))
        std::cout << std::hex << t << std::endl;
    // prints
    // 706050403020100
    // 8
    return 0;
}