C語言實(shí)現(xiàn)基本數(shù)據(jù)類型與字節(jié)類型互相轉(zhuǎn)換

C語言實(shí)現(xiàn)基本數(shù)據(jù)類型與字節(jié)類型互相轉(zhuǎn)換

在網(wǎng)絡(luò)編程中,一般通過數(shù)據(jù)包的方式來傳遞數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)包內(nèi)存儲的是各種數(shù)據(jù)的表示形式,例如浮點(diǎn)數(shù)使用IEEE754標(biāo)準(zhǔn)存儲,字符使用字符碼存儲(例如使用ASCII碼)。本篇文章主要講述了基本數(shù)據(jù)類型與這些存儲格式的相互轉(zhuǎn)換。

數(shù)據(jù)包如何在實(shí)際中使用可以參考->C#數(shù)據(jù)交互服務(wù)器(一)

定義unsigned char Byte為字節(jié)類型,使用小端模式存儲(如操作系統(tǒng)使用大端這里還是轉(zhuǎn)換成小端方式),基本數(shù)據(jù)類型大小采用64位標(biāo)準(zhǔn)。

BitConvert.h

#pragma once
#ifndef Byte
#include <stdbool.h>
typedef unsigned char Byte;  //定義字節(jié)類型
typedef long long Long;   //定義長整型64位

Byte* Long2Bytes(Long data);
Byte* Int2Bytes(int data);
Byte* Short2Bytes(short data);
Byte* Bool2Bytes(bool data);
Byte* String2Bytes(const char* data, const char* encoding);
Byte* Float2Bytes(float data);
Byte* Double2Bytes(double data);

Long ToInt64(Byte* bytes, unsigned int origin);
int ToInt32(Byte* bytes, unsigned int    origin);
short ToInt16(Byte* bytes, unsigned int origin);
bool ToBool(Byte* bytes, unsigned int origin);
char* ToString(Byte* bytes, unsigned int origin, unsigned int len, const char* encoding);
float ToFloat(Byte* bytes, unsigned int origin);
double ToDouble(Byte* bytes, unsigned int origin);

void Reversal(Byte* bytes, unsigned int origin, unsigned int len);  //存儲方式轉(zhuǎn)換(操作系統(tǒng)為大端模式時(shí)自動轉(zhuǎn)換)
bool IsBig_Endian();    //是否為大端模式
#endif

BitConvert.c

#pragma once
/*
靠左高位,靠右低位
大端模式和小端模式,例如有short=0x1234,大端模式存儲為12 34,小端模式存儲為34 12;大端模式更符合人腦思維,小端模式更適合計(jì)算機(jī)
此處使用小端模式存儲數(shù)據(jù),Byte范圍為0~255,滿255進(jìn)1,例如有int=1234,則byte[0]=214,byte[1]=4
注意:此處沒有做溢出檢測,無論操作系統(tǒng)使用小端還是大端,這里都將使用小端模式存儲
*/

#include "BitConvert.h"
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

Byte * Long2Bytes(Long data)
{
    Byte* bytes = malloc(8);

    bytes[7] = data >> 56;
    bytes[6] = data >> 48;
    bytes[5] = data >> 40;
    bytes[4] = data >> 32;
    bytes[3] = data >> 24;
    bytes[2] = data >> 16;
    bytes[1] = data >> 8;
    bytes[0] = data >> 0;

    if (IsBig_Endian())
    {
        Reversal(bytes, 0, 8);
    }

    return bytes;
}

Byte * Int2Bytes(int data)
{
    Byte* bytes = malloc(4);
    bytes[3] = data >> 24;
    bytes[2] = data >> 16;
    bytes[1] = data >> 8;
    bytes[0] = data >> 0;

    if (IsBig_Endian())
    {
        Reversal(bytes, 0, 4);
    }

    return bytes;
}

Byte * Short2Bytes(short data)
{
    Byte* bytes = malloc(2);
    bytes[1] = data >> 8;
    bytes[0] = data >> 0;

    if (IsBig_Endian())
    {
        Reversal(bytes, 0, 2);
    }

    return bytes;
}

Byte * Bool2Bytes(bool data)
{
    Byte* bytes = malloc(1);
    if (data == true)
    {
        bytes[0] = 1;
    }
    else
    {
        bytes[0] = 0;
    }
    return bytes;
}

Byte * String2Bytes(const char * data,const char * encoding)
{
    size_t len = strlen(data);
    Byte* bytes = malloc(len);
    for (size_t i = 0; i < len; i++)
    {
        bytes[i] = (int)data[i];        //字符轉(zhuǎn)字符碼
    }

    return bytes;
}

Byte * Float2Bytes(float data)
{
    Int2Bytes(*(int*)&data);    //(int*)&data為指向data的地址的int指針,前方加*表示該地址存儲的內(nèi)容,即IEE754標(biāo)準(zhǔn)格式數(shù)據(jù),此處強(qiáng)制轉(zhuǎn)換部分精度將丟失
}

Byte * Double2Bytes(double data)
{
    Long2Bytes(*(long*)&data);
}


long long ToInt64(Byte * bytes, unsigned int origin)
{
    if (IsBig_Endian())
    {
        Reversal(bytes, origin, 8);
    }

    Long data = ((bytes[origin + 7] & 0xFF) << 56)
        | ((bytes[origin + 6] & 0xFF) << 48)
        | ((bytes[origin + 5] & 0xFF) << 40)
        | ((bytes[origin + 4] & 0xFF) << 32)
        | ((bytes[origin + 3] & 0xFF) << 24)
        | ((bytes[origin + 2] & 0xFF) << 16)
        | ((bytes[origin + 1] & 0xFF) << 8)
        | ((bytes[origin + 0] & 0xFF) << 0);
    return data;
}

int ToInt32(Byte* bytes, unsigned int origin)
{
    if (IsBig_Endian())
    {
        Reversal(bytes, origin, 4);
    }

    int data = ((bytes[origin + 3] & 0xFF) << 24)
        | ((bytes[origin + 2] & 0xFF) << 16)
        | ((bytes[origin + 1] & 0xFF) << 8)
        | ((bytes[origin + 0] & 0xFF) << 0);

    return data;
}

short ToInt16(Byte * bytes, unsigned int origin)
{
    if (IsBig_Endian())
    {
        Reversal(bytes, origin, 2);
    }

    short data = ((bytes[origin + 0] & 0xFF) << 0)
        | ((bytes[origin + 1] & 0xFF) << 8);

    return data;
}

bool ToBool(Byte * bytes, unsigned int origin)
{
    bool data;
    if (bytes[origin] == 1)
    {
        data = true;
    }
    else
    {
        data = false;
    }

    return data;
}

char * ToString(Byte * bytes, unsigned int origin, unsigned int len, const char * encoding)
{
    char* data = malloc(len);
    for (size_t i = 0; i < len; i++)
    {
        data[i] = (char)bytes[origin+i];        //字符碼轉(zhuǎn)成字符
    }
    return data;
}

float ToFloat(Byte * bytes, unsigned int origin)
{
    int val = ToInt32(bytes, origin);
    return *(float*)&val;
}

double ToDouble(Byte * bytes, unsigned int origin)
{
    int val = ToInt64(bytes, origin);
    return *(double*)&val;
}


void Reversal(Byte * bytes, unsigned int origin, unsigned int len)
{
    printf("格式轉(zhuǎn)換");

    int end = origin + len;
    for (int i = origin; i < origin + len; i++)
    {
        Byte temp;  //拷貝內(nèi)存,高低字節(jié)數(shù)據(jù)互換
        memcpy(&temp, &bytes[origin + i], 1);
        memcpy(&bytes[origin+i], &bytes[end-i], 1);
        memcpy(&bytes[end - i], &temp, 1);  
        temp = NULL;
    }
}

bool IsBig_Endian()
{
    unsigned short test = 0x1234;
    if (*((unsigned char*)&test) == 0x12)
    {
        return true;
    }
    else
    {
        return false;
    }
}

測試,program.cpp

#include <iostream>

extern "C"
{
#include "BitConvert.h"
#include <stdio.h>
}

int main()
{
    Byte* a = Int2Bytes(214647);
    std::cout << ToInt32(a, 0) << std::endl;
    free(a);

    Byte* b = Short2Bytes(1234);
    std::cout << ToInt16(b, 0) << std::endl;
    free(b);

    Byte* c = Bool2Bytes(true);
    std::cout << ToBool(c, 0) << std::endl;
    free(c);

    Byte* d = String2Bytes("懂撒課大賽第三", "UTF-8");
    char* str = ToString(d, 0, strlen("懂撒課大賽第三"), "UTF-8");
    std::cout << str << std::endl;
    free(str);
    free(d);

    Byte* e = Long2Bytes(1234567891);
    std::cout << ToInt64(e, 0) << std::endl;
    free(e);

    float f = 123456.1245f;
    Byte* f_bytes = Float2Bytes(f);
    std::cout << ToFloat(f_bytes, 0) << std::endl;

    return 0;
}
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