如何在C ++中以二进制格式打包数据

Question

说，我有二进制协议，其中前4位代表可以小于或等于10（十进制十）的数字值。

在C ++中，我可用的最小数据类型是char，长度为8位。 因此，在我的应用程序中，我可以在char变量中保留4位表示的值。 我的问题是，如果我必须将char值打包回4位以进行网络传输，如何将char值打包回4位？

Answer 1

您对char进行按位运算；

所以

  unsigned char packedvalue = 0;

  packedvalue |= 0xF0 & (7 <<4);
  packedvalue |= 0x0F & (10);

将最高4位设置为7，将最低4位设置为10

再次将它们拆箱

 int upper, lower;

 upper = (packedvalue & 0xF0) >>4;
 lower = packedvalue & 0x0F;

作为对该问题的一个额外答案-您可能还希望查看协议缓冲区 ，以找到一种编码和解码二进制传输数据的方式。

Answer 2

当然，只需使用一个字符作为您的值即可：

std::ofstream outfile("thefile.bin", std::ios::binary);

unsigned int n;  // at most 10!
char c = n << 4; // fits
outfile.write(&c, 1);  // we wrote the value "10"

低4位将保留为零。 如果它们也用于某些用途，则必须在编写c之前完全填充c 。 阅读：

infile.read(&c, 1);
unsigned int n = c >> 4;

Answer 3

好吧，这里有一个流行但不可携带的“位域”。 它们符合标准，但可能会在不同平台上创建不同的包装订单。 所以不要使用它们。

然后，您应该首选具有高度可移植性的移位和按位AND和OR运算符。 本质上，您需要处理更大的字段（对于TCP / IP协议，通常为32位），然后提取或替换位的子序列。 看到马丁的链接和索伦的答案。

Answer 4

您熟悉C的位域吗？ 你只要写

struct my_bits {
  unsigned v1 : 4;
  ...
};

请注意，在位域上进行各种操作的速度较慢，因为编译器必须将它们拆包以进行加法处理。 我以为解压缩位域仍然比加法运算本身快，即使它需要多个指令，但仍然很开销。 按位运算应该保持非常快。 平等。

您还必须注意字节序和线程（有关详细信息，请参阅我链接的Wikipedia文章，但问题很明显）。 因为您说过“二进制协议”，所以无论如何都应该学习字节序（请参阅前面的问题 ）