进行字节级操作的最干净的方法是什么？答案

【问题标题】：What's the cleanest way to do byte-level manipulation?进行字节级操作的最干净的方法是什么？
【发布时间】：2010-06-02 11:55:54
【问题描述】：

我有以下来自服务器源代码的 C 结构，还有很多类似的：

// preprocessing magic: 1-byte alignment

typedef struct AUTH_LOGON_CHALLENGE_C
{
    // 4 byte header
    uint8   cmd;
    uint8   error;      
    uint16  size;       

    // 30 bytes
    uint8   gamename[4];
    uint8   version1;
    uint8   version2;
    uint8   version3;
    uint16  build;
    uint8   platform[4];
    uint8   os[4];
    uint8   country[4];
    uint32  timezone_bias;
    uint32  ip;
    uint8   I_len;

    // I_len bytes
    uint8   I[1];
} sAuthLogonChallenge_C;

// usage (the actual code that will read my packets): 
sAuthLogonChallenge_C *ch = (sAuthLogonChallenge_C*)&buf[0]; // where buf is a raw byte array

这些是 TCP 数据包，我需要用 C# 实现发出和读取它们的东西。最干净的方法是什么？

我目前的方法涉及

[StructLayout(LayoutKind.Sequential, Pack = 1)]
unsafe struct foo { ... }

还有很多fixed语句来读写它，但是感觉真的很笨重，而且由于数据包本身不是固定长度的，所以我用起来不太舒服。而且，工作量很大。

但是，它确实很好地描述了数据结构，并且协议可能会随着时间而改变，因此这可能是维护的理想选择。

我有哪些选择？用 C++ 编写它并使用一些 .NET 魔法来使用它会更容易吗？

澄清：我还需要处理字节序问题和空填充字符串。

【问题讨论】：

标签： c# marshalling bytearray byte

【解决方案1】：

我将创建一个本地 C# 类来表示数据包及其数据（不一定会尝试匹配有线格式），并在构造函数中将 BinaryReader 传递给它。让它从数据流中以适当的块读取其数据：

public class LogonChallenge
{
    public LogonChallenge(BinaryReader data)
    {
        // header
        this.Cmd = data.ReadByte();
        this.Error = data.ReadByte();
        this.Size = data.ReadUInt16();

        // etc
    }
}

如果您有多个数据包类型共享一个公共标头或其他前导字段，那么您可以使用继承来避免重复。 BasePacket 类可能会读取并填充标头字段，LogonChallenge 类将从 BasePacket 继承并在调用基本构造函数后开始读取挑战字段。

【讨论】：

【解决方案2】：

如果有很多不安全的代码，我可能会考虑用 C++ 编写它。可能作为一个 C++ COM DLL，如果需要，可以很容易地从 C# 调用，只需确保 COM 接口易于匹配 .Net 类型。尽管使用托管 C++ 可能有更好的方法，但我从未使用过。

【讨论】：

【解决方案3】：

同意 ho1，我会写一个小的 C++/CLI 类来包装这个结构。这个类可能需要一个接口，它可以从字节数组中填充结构，以及每个结构成员的属性。 C# 客户端可以从套接字接收的字节数组构造此类实例，并从中读取每个结构成员作为托管属性。所有繁重的工作都可以在非托管代码中完成。

【讨论】：

【解决方案4】：

好的，这就是我想出的：

abstract class Packet
{
    protected enum T
    {
        Byte,
        UInt16,
        UInt32,
        NullPaddedAsciiString,
        Whatever
    }
    protected struct Offset
    {
        public int offset;
        public T type;                      // included only for readability
        public Offset(int i, T type)
        {
            this.type = type;
            offset = i;
        }
    }

    protected byte[] data;

    byte[] RawData { get { return data; } }

    // getters and setters will be implemented using something like this
    protected UInt16 GetUInt16(Offset o)
    {
        // magic
    }

    protected void Write(Offset o, string s)
    { 
        // magic
    }
}

class cAuthLogonChallenge : Packet
{
    // still not perfect, but at least communicates the intent
    static Offset cmd = new Offset(0, T.Byte);
    static Offset error = new Offset(1, T.Byte);
    static Offset size = new Offset(2, T.UInt16);
    // etc.

    public cAuthLogonChallenge(string username)
    {
        var size = 30 + username.Length
        data = new byte[size];
        Write(cmd, 0x00);
        // etc.
    }
}

【讨论】：