此代码字节序安全吗？

Question

完全可以肯定，我想知道以下 C++ 代码是否安全，尤其是字节序安全？我希望这个程序能够从任何计算机写入二进制文件，然后从任何其他计算机（可以具有另一个字节顺序）读取文件（即可移植）。

#include <iostream>
#include <fstream>

using namespace std;

#define BUFF_SIZE 64

template <typename type> void toBin(type value, char * buffer, size_t size);
template <typename type> type toDec(char * buffer, size_t size);

int main()
{
    long long x = 238920134300912;

    char * buffer = (char*)calloc(BUFF_SIZE, sizeof(char));

    // Write x
    toBin<long long>(x, buffer, BUFF_SIZE);

    ofstream outFile("test.bin", ios::out | ios::binary);

    outFile.write(buffer, BUFF_SIZE);

    outFile.close();

    // -------------------------------------------------------------------------

    // Read x (from another computer...)
    ifstream inFile("test.bin", ios::in | ios::binary);

    inFile.read(buffer, BUFF_SIZE);

    cout << toDec<long long>(buffer, BUFF_SIZE) << endl;

    inFile.close();


    // Free the buffer.
    free(buffer);

    return 0;
}



template <typename type> void toBin(type value, char * buffer, size_t size)
{
    if (sizeof(type) > size)
        throw new invalid_argument("Buffer too small");

    for (size_t i = 0; i < sizeof(type); i++)
        buffer[i] = (value >> i * 8) & 0xff;
}


template <typename type> type toDec(char * buffer, size_t size)
{
    if (sizeof(type) > size)
        throw new invalid_argument("Buffer too small");

    type value = 0;

    for (size_t i = 0; i < sizeof(type); i++)
        value += ((type)buffer[i] & 0xff) << (8 * i);

    return value;
}

Answer 1

除了一件事，它对我来说看起来不错。我会将8 替换为CHAR_BIT，将0xff 替换为UCHAR_MAX。

buffer[i] = (value >> (i * CHAR_BIT)) & UCHAR_MAX;

和

value += ((type)buffer[i] & UCHAR_MAX) << (CHAR_BIT * i);

Answer 2

你应该看看htons() family of functions。它们是库函数，可将主机的字节序转换为“网络字节序”，即大字节序。这些函数保证是可移植的，并且可能比您自己的实现更快。

如果您想确保可移植性，您还应该在多个平台上测试代码，以确保它确实有效。在大型程序中，您很可能会忘记在某处转换字节顺序。该程序仍然可以在原始平台上运行，因此您需要在另一个平台上对其进行测试以检测错误。

Answer 3

是的，你可以这样做，但速度很慢。

或者，只需使用数据（以可移植方式）写入一个标志，指示文件上数据的字节序（您的写入程序甚至可以使用布尔参数指示它应该写入的字节序，默认为当前硬件的值）。然后，读取代码可以检测字节序是否兼容，如果需要，将字节翻转到位。

在写入器和读取器具有相同字节序的可能情况下，这只会给普通 I/O 增加很小的开销。 AFAIK，这是可移植二进制格式通常实现的方式（例如 HDF5）。