C++ 通过网络发送结构

在我们公司，通过网络发送C/C++结构是非常常见的。任何结构都有一个或多个uint32\t字段：

typedef struct {
    uint32_t data1;
    uint32_t data2;
} Data;

字段（data1，data2，…）封装了我们需要发送的真实数据。我们的数据大部分是单个或几个位长的，因此为了节省空间/带宽，它在这些字段中的特定位位置对齐

为了访问真实数据，我们编写（在结构外部！）带有位移位和位掩蔽的“getter”和“setters”宏：

#define READY_MASK 0x01      // indicates that READY is a single bit value
#define READY_OFFSET 3       // indicates position of READY inside 32-bit field
#define IS_READY(x) { ... }  // returns READY value from x field
#define SET_READY(x,r) { ... }  // sets READY value to x field

现在，我想通过将getter和setter直接添加到结构中来修改、简化并使此过程更加安全，例如：

typedef struct {
    uint32_t data1;

    #define READY_MASK 0x01
    #define READY_OFFSET 3
    inline void set_ready(uint32_t r) { /*...*/ }
    inline uint32_t is_ready() { /*...*/ }
    // lots of other getters and setters
} Data1;

只要我的实验是正确的，我注意到这种修改不会影响结构的大小

sizeof（Data）==sizeof（Data1）

，我可以通过网络发送此结构，并在另一端接收和解码

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我的问题是：这项修改是否有任何错误？是否有任何风险或我应该注意的事项？

原则上，如果不添加虚拟函数，将不会有vptr，并且结构大小应与没有成员函数时相同。但它不再是一个豆荚结构，所以你可能很容易进入UB的暮色地带，未定义的行为。既然C++还没有标准化的ABI，那么最好采用C型POD结构，例如通过网络进行序列化。对于精简的、可移植的API，对于C++模块/子系统，坚持C abi。

同样适用。

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此外，我建议你远离BiField，如果你考虑那些（如一些评论家建议的），手动掩码通常更容易分析和便携。例如，位字段可能会给您带来endianness问题，这至少部分是因为结构的第一个成员“始终”在结构开始时位于较低的内存地址，而不管endianness如何。位字段的工作方式也可能取决于传输介质，例如，BSD网络流套接字是字节流，但许多硬件接口复制整个32位字大小的块，而不是字节

您所做的修改没有任何危害，但也没有任何好处，因为结构成员无论如何都是公共的。如果您添加的是内联函数，它们不占用对象中的空间，而是用实际的函数代码替换任何函数调用，则说明Data和Data1大小相同的原因

现在，如果通过网络发送结构和二进制数据，则必须考虑以下两个规则：

• 按照惯例，使用网络端号发送整数值，网络端号是大端号，而不是x86的小端号。如果您确定所有发送和接收数据的计算机都是x86，则这不是问题。但是，如果任何机器具有不同的Endian，例如Big-Endian或No-Endian（或Middle-Endian），您将遇到问题。例如，您可以使用ARM处理器、SPARC等。在C中，您可以使用以下宏：
  ntohs，htons，ntohl，htonl

<>你也必须考虑不同的内存对齐方式。结构的内存对齐取决于体系结构、编译器和编译模式。编译器可以添加填充（它们不能在C中对成员重新排序，但可以读取以下内容：）。此外，像long这样的类型在32位和64位体系结构中具有不同的大小。即使非常确定只有两个无符号int成员不会出现问题，也不应该将内存从结构复制到将在消息中发送的数据缓冲区，也不应该将内存从消息中的原始数据复制到结构。基本上你不应该这样做：
字符缓冲区[BUF_大小]
数据1我的数据
memcpy（缓冲区、myData、sizeof（数据））

您应该逐个将成员移动到缓冲区。从消息中接收的原始数据填充结构时也是如此

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我还建议不要使用位字段，请阅读。但非常清楚的是，在代码片段中没有使用位字段。使用位字段与使用整数中的位来表示某些特定状态不同。在这种情况下，你做的很好，应该只考虑具有不同顺序的体系结构中的整数表示（如果这是可能的情况）。<>代码> DATA1结构不是C结构，C结构不能有成员函数。你确定你不是在C++编程吗？假设它是C++（因为它只是在C中编译不出来），那么如何增加函数到结构中的安全性呢？当然，JoaHixIbRig，DATA1是C++，如果有人决定声明一个函数是虚拟的，那又会怎样呢？根据我的经验，依赖结构布局迟早会出现断裂。最好只在内存中使用结构，并创建适当的序列化函数将其转换为可传输的字节数据。我不会称之为“不安全”，但可能存在编译器特定的不兼容。就像所有结构一样。所有结构可能在编译器或平台之间的不同位置都有填充。这与网络处理或“安全性”无关，它是编译器和语言规范中固有的。将结构（带或不带位字段）保存到二进制文件，然后在另一个程序中读取它们，也会遇到同样的问题。如果您想独立于平台，则需要修改结构。