将字节向量转换为浮点向量答案

【问题标题】：convert a byte vector into a vector of floats将字节向量转换为浮点向量
【发布时间】：2019-09-09 08:05:21
【问题描述】：

我正在通过串行端口向另一台计算机发送一个固定长度的字节流，我想尝试将字节流转换为浮点数向量。

我的流有一个分隔符stop，我正在使用this 串行库。

我目前的实现涉及以下内容：

我读了一个字符串

 std::string data_string;
 ser.readline(data_string, 2052, "stop");

检查字符串是否以分隔符结尾

 if(boost::algorithm::ends_with(stop_string, "stop"))
    {                
       if(data_string.length() == 2052)

然后将字符串转换为向量

   std::vector<unsigned char>bytes(stop_string.begin(), stop_string.end());

然后我使用 for 循环和 memcpy 将 bytes 转换为浮点数数组。

     unsigned char temp_buffer[4];
     float float_values[513] = { 0 };
     int j = 0;
     for(size_t i = 4; i < 2052; i+=4)
          {
              temp_buffer[0] = bytes[i - 4];
              temp_buffer[1] = bytes[i - 3];
              temp_buffer[2] = bytes[i - 2];
              temp_buffer[3] = bytes[i - 1];
              memcpy(&float_values[j], temp_buffer, sizeof(float));
              j++;
           }

但是这种方法看起来很麻烦，我想避免 for 循环。有没有办法：

将bytes 向量转换为浮点数向量？
避免 for 循环？

【问题讨论】：

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标签： c++ arrays vector memcpy

【解决方案1】：

浮点数组和无符号字符向量的字节大小相同。您可以直接从缓冲区中 memcpy 到浮点数组中。

这不是你的字节被交换或任何东西。您只想将 4 个连续字节解释为浮点数。

这也消除了循环?

编辑更新：

如果您使用的是 C++11 或更高版本，则可以依赖 std::string's internal buffer is stored contiguously 并直接从中复制。不需要临时字节缓冲区，它可以为您节省大量内存（半页）。

例子：

// copy directly from string
float float_values[data_string.size()/sizeof(float)]; // 513
std::memcpy(float_values, data_string.data(), data_string.size());

【讨论】：

【解决方案2】：

由于您标记为通用 C++，我将使用 C++20 引入的一些很酷的新功能:)

#include <algorithm>
#include <cstddef>
#include <span>
#include <vector>

std::vector<float> ToFloats(const std::vector<std::byte>& bytes) {
    std::vector<float> floats(bytes.size() / sizeof(float), 0.0f);
    std::copy_n(bytes.begin(), floats.size() * sizeof(float),
                std::as_writable_bytes(std::span(floats)).begin());
    return floats;
}

Live Example (std::byte, std::span, std:: as_writable_bytes)

【讨论】：