如何将 uint64_t 存储在数组中？答案

【问题标题】：How can one store a uint64_t in an array?如何将 uint64_t 存储在数组中？
【发布时间】：2020-11-30 07:19:01
【问题描述】：

我正在尝试将 crc64 校验和的 uint64_t 表示形式存储为数组。

校验和总是像uint64_t res = 0x72e3daa0aa188782，所以我希望将它存储为一个数组char digest[8]，其中digest[0] 是72，digest[1] 是e3...digest[7] 是82。

我尝试循环/除法来分解数字，但如果它是一个较小的整数，那会更合适，如果起点是 Base-10，因为起点是 Base-16，输出应该但是如上所述。

更新：我删除了无意义的代码，并希望我能接受所有三个答案，因为他们都按照我的要求做了。位移是我希望得到的答案，所以这就是它被接受的原因。

【问题讨论】：

这个问题很混乱。看起来您正在尝试将 64 位值转换为十进制，但您正在使用浮点运算来执行此操作。你很可能有错误。此外，您有一个包含 19 位数字的数组，但您正在迭代其中的 20 多个数字。如果我从您的输出中删除最后一位数字（这是未定义的行为）并转换为十六进制，我会得到 72E3DAA0AA188CEC，这很接近但在最后一位数字中显然不正确。这是意料之中的，因为使用double 计算会丢失精度。
建议 1：不要对循环长度进行硬编码。如果你的长度是digit，那么你应该做for (i = 0; i < digit; ++i)
建议 2：仅使用整数运算将您的值转换为十进制，或者简单地使用sprintf 或类似的方法将其转换为字符串。有很多成熟的方法可以做到这一点，只需搜索一个 Stack Overflow 即可。
建议 3：为您的数字使用一个固定的缓冲区大小，在您尝试转换的任何基数中占可能最长的 uint64_t 值。在转换数字时数数。通常你不需要通过计算日志等来聪明，但如果你需要这样做，它也必须用整数函数来完成。否则你会遇到类似的问题（很可能是少数极端情况），其中精度问题把你搞砸了。而且您甚至可能不知道您正在获得未定义的行为。这可能会导致难以调试的灾难性错误。
我并没有尝试在任何基础上进行转换，实际上，它只是这样做了，因为它是不受欢迎的行为。我正在尝试将 crc64 校验和（作为 uint64_t 返回）存储到数组中。校验和总是和上面的例子一样，所以我想将 uint64_t res = x72e3daa0aa188782 存储为一个数组 char digest[8]，其中 digest[0] 为 72，digest[1] 为 e3..digest[7]是 82..

标签： arrays c data-conversion unsigned-long-long-int bit-representation

【解决方案1】：

移位和按位 AND 也可以满足您的需求。比如

unsigned char digest[8];
int shift = 56;
for (int i = 0; i < 8; ++i)
{
    digest[i] = (res >> shift) & 0xff;
    shift -= 8;
}

如果可以更改res 的值，另一种方法是：

for (int i = 7; i >= 0; --i)
{
    digest[i] = res & 0xff;
    res >>= 8;
}

【讨论】：

你能进一步解释第二种方法吗？位移是我预期会得到的方法，但无法弄清楚，但我正在做一个更基本的方法，但它可能更适合六位整数，但尽管如此，我喜欢按位与移位。
@jon 第二种方法首先保存 res 的 8 个最低有效位。当它向左移动res 8 位时。因此，如果您以0x72e3daa0aa188782 开头，它将保存0x82，然后在轮班之后您将拥有0x72e3daa0aa1887。所以在下一个循环中，它将保存0x87，然后在轮班之后你有0x72e3daa0aa18。所以在下一个循环中，它将保存0x18，然后在轮班之后你有0x72e3daa0aa。以此类推。

【解决方案2】：

您应该使用除以 256，而不是除以 10：

unsigned char digest[sizeof(uint64_t) / sizeof(char)];

for (int i = sizeof(digest) - 1; i >= 0; i--) {
   digest[i] = res % 256; // get the last byte
   res /= 256;            // get the remainder
}

// for demo purposes
for (int i = 0; i < sizeof(digest); i++) {
   printf("%x ", digest[i]); 
}

// 72 e3 da a0 aa 18 87 82

【讨论】：

是的，我认为 base-10 是一个起点，这让我回到了我做这件事的 CS 时代（实际上这是我的第一个作业，将一个三位数的整数分成各自的组成部分） ..但我离题了，请问为什么当摘要总是8时，数组大小的划分大小？其余的除法/模数是我至少试图做的……我猜AM编码中的2就是这样做的……
sizeof(char) 总是 1，所以 sizeof(uint64_t) / sizeof(char) => sizeof(uint64_t)

【解决方案3】：

显然，如果您除以 10，您将得到十进制数字，而不是您预期的数字。在这种情况下，您只想获取uint64_t 的底层位，这可以通过简单的memcpy 来完成。但是您希望字节以大端顺序排列，因此您还需要先转换为大端序

uint64_t number = 0x72e3daa0aa188782ull;

#ifdef __unix__
uint64_t number_be = htonll(number);
#else
uint64_t number_be = htobe64(number);
#endif

char digest[8];
memcpy(&digest, &number_be , sizeof number);

在 C 中也可以通过联合来完成

union Digest
{
    uint64_t res;
    char bytes[8];
} digest;
digest.res = htonll(0x72e3daa0aa188782ull); // or htobe64
// now just use digest.bytes[]

这些只需要几条机器指令，因此比为了得到 8 个字节而循环 8 次要快得多

【讨论】：

【解决方案4】：

我想你可以在这里使用union。

union foo {
    uint64_t u64;
    uint8_t u8[8];
};

这使您不必进行任何转换。您可以使用foo.u64 访问64 位值或使用foo.u8[0] 到foo.u8[7] 访问8 位值。

【讨论】：

由于字节序问题，这不会将字节放在正确的位置。
什么字节序问题？最可能的情况是将8-i 应用于数组索引，这很简单。
我可以反转它，其中 u8[0] 是最后一个值，u8[7] 是第一个值..
当然，你可以这样做，但是如果你在不理解为什么的情况下这样做，那么你做错的可能性就很大原因，你可能有错误的解决方案。
它只会在小端机器上被反转。如果代码是为一些大端目标编译的，那么字节当然已经处于预期的顺序

【解决方案5】：

试试这个：

#define INIT_LIST           \
201234567890123456,       \
12345678901234567890,     \
98765432109876543,        \
65432109887,              \
12345234512345,           \
217631276371261627,       \
12354123512453124,        \
2163521442531,            \
2341232142132321,         \
1233432112

#define STR_(...) #__VA_ARGS__
#define STR(x) STR_(x)

int main (void)
{
  uint64_t numbers[10] = { INIT_LIST };
  char array[] = STR(INIT_LIST);
  puts(array);
}

【讨论】：