C++ 将uint8_t转换为其二进制表示形式

我有一个类型为

uint8\u t

的变量，我想将其序列化并写入一个文件（至少对于Windows来说，它应该是可移植的，这正是我的目标）

试图以二进制形式将其写入文件时，我遇到了以下代码段：

uint8_t m_num = 3;
unsigned int s = (unsigned int)(m_num & 0xFF);
file.write((wchar_t*)&s, 1); // file = std::wofstream

首先，让我确保我理解了这个代码段的作用-它接受我的var（基本上是一个无符号字符，1字节长），将其转换为

无符号int

（4字节长，不太便于移植），并使用

&0xFF

“提取”最不重要的字节

现在，有两件事我不明白：

为什么首先要将其转换为无符号整数，为什么我不能简单地执行类似于

file.write（（wchar\u t*）&m\u num，1）或
重新解释强制转换（&m_num）
？（）

如何序列化较长的类型，例如

uint64\u t

（8字节长）<代码>无符号整数在这里可能足够，也可能不够

---

uint8\u t

是1字节，与

char

wchar\u t

在Windows中为2字节，在Linux中为4字节。这也取决于持久性。如果担心可移植性，则应避免使用

wchar\t

您只需使用

std:：ofstream

。Windows为

std:：ofstream

提供了一个附加版本，它接受UTF16文件名。这样，您的代码与Windows UTF16文件名兼容，并且仍然可以使用

std:：fstream

。比如说

int i = 123;
std::ofstream file(L"filename_in_unicode.bin", std::ios::binary);
file.write((char*)&i, sizeof(i)); //sizeof(int) is 4
file.close();
...
std::ifstream fin(L"filename_in_unicode.bin", std::ios::binary);
fin.read((char*)&i, 4); // output: i = 123

这相对简单，因为它只存储整数。这将适用于不同的Windows系统，因为Windows始终是小端，并且

int

大小始终为4

但是有些系统是big-endian的，你必须单独处理

---

如果使用标准I/O，例如

fout，则不可能将
unit8\t
值写入
wofstream
，因为
wofstream
只写入宽字符，根本不处理二进制值

如果您想写一个宽字符，表示0到255之间的代码点，那么您的代码是正确的

若您想将二进制数据写入文件，那个么最接近的等价物是流的
，
，这将允许您写入字节

回答您的问题：

wofstream:：write
写入宽字符，而不是字节。如果将
m_num
的地址重新解释为宽字符的地址，则将写入一个16位或32位（取决于平台）宽字符，其中第一个字节（即最低有效或最高有效，取决于平台）是
m_num
的值，剩余字节是
m_num
之后内存中发生的任何事件。根据宽字符的字符编码，该字符甚至可能不是有效字符。即使有效，也基本上是胡说八道。（如果
wofstream:：write
需要宽字符对齐而不是字节对齐的输入，或者
m_num
后面紧跟着不可读的内存，则可能会出现其他问题）

如果您使用的是
wofstream
，那么这将是一个混乱的局面，我无法解决它。如果切换到面向字节的
流
，则有两种选择1。如果您只在同一系统上读取文件，
file.write（&myint64value，sizeof（myint64value））
将起作用。写入64位值的字节的序列将是未定义的，但在读回时将使用相同的序列，因此这无关紧要。不要尝试使用
wofstream
做类似的事情，因为这很危险2。分别提取
myint64value
的8个字节（右移8位的倍数，然后取底部的8位），然后写入。这是完全可移植的，因为您可以控制写入字节的顺序

这段代码很可怕，不可移植，并且具有未定义的行为。它还针对一系列你可能不是的广泛角色。嗨@AlanStokes，谢谢你的评论。你能详细解释一下为什么这个代码不好而且不可移植吗？什么是更明智的方法呢？嗨@BarmakShemirani，谢谢你的回答！现在它确实很有意义！显然，我想char更便于携带。您能解释一下为什么使用标准i/o更好吗？还有什么其他的可移植性问题？我在回答中补充了更多的解释。文本也有一个问题。如果您希望与其他系统兼容，通常的做法是将UTF16转换为UTF8。我不知道你是否在文件中包含文本，我没有参与。谢谢@nugae！关于第二点，问题是持久性，对吗？使用像
htons
、
htonl
和friends（基本上将标准设置为big-endian）这样的函数可以解决问题，我错了吗？是的，它是endianness。只要您停留在一个系统内，这并不重要，但如果您想要系统间的兼容性，那么它就可以
htonl及其亲属可以工作，但（根据文档）他们只会上升到
uint32\t
。因此，如果要执行
uint64\u t
，则必须分别执行下半部分（
&0xffffffffU
）和上半部分（
>32
）。您可以将其打包到自己的
htonl64
函数中，或者（更好）打包到自己的
write64
和
read64
函数中。