如何从 C++ 中的指针读取字节序列？

Question

我有一个指向 char 数组的指针，我需要继续使用 64 位掩码对每个字节进行异或。我认为最简单的方法是将每个 8 个字节读取为一个 long long 或 uint64_t 并与之异或，但我不确定如何。也许投射到long long* 并取消引用？一般来说，我仍然对指针非常不确定，因此任何示例代码也将不胜感激。谢谢！

编辑：示例代码（只是为了显示我想要的，我知道它不起作用）：

void encrypt(char* in, uint64_t len, uint64_t key) {
        for (int i = 0; i < (len>>3); i++) {
            (uint64_t*)in ^= key;
            in += 8;
        }
    }
}

Answer 1

进行 XOR 屏蔽的直接方法是按字节：

void encrypt(uint8_t* in, size_t len, const uint8_t key[8])
{
    for (size_t i = 0; i < len; i++) {
        in[i] ^= key[i % 8];
    }
}

注意：这里的key 是一个 8 字节数组，而不是 64 位数字。这段代码很简单——不需要任何技巧，易于调试。衡量它的性能，如果性能足够好就用它。

一些（大多数？）编译器通过矢量化来优化这些简单的代码。也就是说，所有细节（转换为uint64_t 等）都由编译器执行。但是，如果您尝试在代码中“聪明”，您可能会无意中阻止编译器进行优化。所以尝试编写简单的代码。

附：您可能还应该使用restrict 关键字，这是目前非标准的，但可能需要获得最佳性能。我没有使用它的经验，所以没有将它添加到我的示例中。

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如果你的编译器不好，无法启用矢量化选项，或者只是想玩玩，你可以使用这个版本的强制转换：

void encrypt(uint8_t* in, size_t len, uint64_t key)
{
    uint64_t* in64 = reinterpret_cast<uint64_t*>(in);
    for (size_t i = 0; i < len / 8; i++) {
        in64[i] ^= key;
    }
}

它有一些限制：

• 要求长度能被 8 整除
• 要求处理器支持未对齐的指针（不确定 x86 - 可能会工作）
• 编译器可能拒绝向量化这个，导致性能下降
• 正如 Hurkyl 所指出的，掩码中 8 个字节的顺序不明确（在 x86 上，little-endian，最低有效字节将掩码输入数组的第一个字节）