C++ 如何將 std::string 形式的大 integer 轉換為字節/字符數組/向量

Question

我目前正在使用一個到目前為止看起來非常有用的BigInt 庫。

但我想將計算結果存儲到二進制文件中以備后用。

由於原因（二進制模式、文件大小等），僅存儲字符串不是一種選擇。

必須存儲實際值以供以后讀取。

我正在尋找的示例代碼：

BigInt example = BigInt("4");  
std::vector<uint8_t> bytes = to_bytes(example);

想要的結果示例：

"4" ---> [0000 0100] //BigInt("4");
"255" --> [1111 1111] //BigInt("256");
"542" --> [0000 0010] [0001 1110] //...
"123456" --> [0000 0001] [1110 0010] [0100 0000]
“高得離譜的數字” --> [?] [?] [?] [?]... [n-bytes]

當然反過來：

std::vector<uint8_t> bytes = readbytes(file, n-bytes);//already have this  
BigInt result = from_bytes(bytes);

所以基本上，我需要to_bytes()和from_bytes()函數。

我正在使用 C++20。
價值觀都是積極的，但兩種解決方案都是受歡迎的。

Answer 1

最好找到一個內置此功能的大整數庫。 這個庫甚至沒有 shift 運算符支持。 因此，您將不得不做一堆可能非常慢的事情（特別是考慮到該庫對字符串進行大整數數學運算）並且比它給您一個體面的界面要慢得多。

要將這么大的 integer 轉換為一系列字節，您必須單獨重復提取每個字節的數據。 這里的“字節”是每 2 ⁸個數字。 如果沒有位移運算符，它將涉及很多除法和模運算。

std::uint8_t extract_one_byte(BigInt &extract)
{
  auto intermediate = (extract % 256).to_int(); //Will always return a value on the range [0, 255]
  std::uint8_t the_byte = static_cast<std::uint8_t>(intermediate);
  extract /= 256;
  return the_byte;
}

std::vector<std::uint8_t> to_bytes(const BigInt &source)
{
  std::vector<std::uint8_t> ret;
  //ret.reserve(#); //pick a decent amount to reserve.
  BigInt curr = source;
  do
  {
    ret.push_back(extract_byte(curr));
  } while(curr != 0);

  return ret;
}

請注意，這會以 little-endian 順序提取字節（最低有效優先）。 如果你需要大端，那么你必須在構造后std::reverse vector 。 向后構建向量涉及更多的數據復制。

回去基本上是做相反的事情（從小端）：

BigInt from_bytes(const std::vector<std::uint8_t> &le_bytes)
{
  BigInt ret = 0;
  for(auto curr_byte : le_bytes)
  {
    ret *= 256;
    ret += curr_byte;
  }

  return ret;
}