超级好用的C++实用库之字节流解析器

概述

        字节流解析器是一种软件组件,它负责将接收到的原始二进制数据(字节流)转换为有意义的信息结构或格式。在计算机网络、文件处理和数据通信中,字节流是最基本的数据传输形式,但这些原始字节对于应用程序通常是没有直接意义的,需要通过特定的解析规则来解读。

        在以下几种场景中,字节流解析器起着关键作用。

        网络通信:服务端接收到客户端发送过来的HTTP请求或响应时,其中包含了按照HTTP协议编码的字节流,解析器会将这些字节解码成请求头、请求体等可操作的对象。

        文件格式解析:如图像、音频、视频文件,或者像Java Class文件这样的编译后的字节码文件,都需要经过相应的字节流解析器进行解码,还原出文件内部的结构和内容。

        数据协议解析:TCP/IP协议栈中的各种应用层协议,如MQTT、TCP分包重组、自定义二进制协议等,都会用到字节流解析器来识别消息边界和字段值。

        序列化与反序列化:在跨进程通信或持久化数据时,使用了诸如JSON、XML、Protocol Buffers等序列化协议,解析器可以将字节流转回成对象模型。

CHP_ByteStreamParser类

        为了使用面向对象的方式向上层提供简单、易用、统一的接口,我们需要封装自己的字节流解析器。字节流解析器一般用于网络通信时,解析获取自定义数据,支持获取整型数据、浮点型数据、字符串、buffer和对齐等。CHP_ByteStreamParser类的头文件,可参考下面的示例代码。

#pragma once#include "HP_Types.h"class CHP_ByteStreamParser
{
public:CHP_ByteStreamParser();~CHP_ByteStreamParser();enum IHPByteOrderType{ HPByteOrderType_Default, HPByteOrderType_ForceHost, HPByteOrderType_ForceNetwork };bool Init(const char *pStream, int nStreamLen, bool bNetworkByteOrder = false);const char *GetStream();int GetStreamLen();int GetCurPos();bool GetChar(char &cData);bool GetChar(unsigned char &ucData);bool GetShort(short &sData, IHPByteOrderType type = HPByteOrderType_Default);bool GetShort(unsigned short &usData, IHPByteOrderType type = HPByteOrderType_Default);bool GetInt(int &nData, IHPByteOrderType type = HPByteOrderType_Default);bool GetInt(unsigned int &uiData, IHPByteOrderType type = HPByteOrderType_Default);bool GetInt64(HP_U64 &ui64Data, IHPByteOrderType type = HPByteOrderType_Default);bool GetFloat(float &fData);bool GetDouble(double &dbData);bool GetStr(char *pszData, int nDataLen);bool GetBuf(char *pData, int nDataLen);bool GetPad(int nPad);bool Skip(int nLen);void Reset();private:bool CheckParse(int nLen);private:const char *m_pStream;int m_nStreamLen;int m_nCurPos;bool m_bNetworkByteOrder;
};

        在上面的示例代码中,我们声明了一个枚举类型IHPByteOrderType。获取多字节数据时,可以指定字节序类型为以下三种。

        HPByteOrderType_Default:默认字节序,以Init函数中传入的字节序为准。

        HPByteOrderType_ForceHost:强制本地字节序。

        HPByteOrderType_ForceNetwork:强制网络字节序。

        下面,我们逐个介绍CHP_ByteStreamParser类导出的公共接口。

        Init:初始化函数。参数pStream为要解析的流的指针,参数nStreamLen要解析的流的长度,参数bNetworkByteOrder表示解析数据时,是否使用网络字节序。返回值为true表示成功,否则失败。

        GetStream:获取流的指针。返回值为流的指针。

        GetStreamLen:获取流的长度。返回值为流的长度。

        GetCurPos:获取流中解析数据的当前位置。返回值为流中解析数据的当前位置。

        GetChar:获取字符型数据。参数cData或ucData为有符号字符型数据或无符号字符型数据,参数type为字节序类型,返回值为true表示成功,否则失败。

        GetShort:获取短整型数据。参数sData或usData为有符号短整型数据或无符号短整型数据,参数type为字节序类型,返回值为true表示成功,否则失败。

        GetInt:获取整型数据。参数nData或uiData为有符号整型数据或无符号整型数据,参数type为字节序类型,返回值为true表示成功,否则失败。

        GetInt64:获取无符号64位整型数据。参数ui64Data为无符号64位整型数据,参数type为字节序类型,返回值为true表示成功,否则失败。

        GetFloat:获取单精度浮点型数据。参数fData为单精度浮点型数据,返回值为true表示成功,否则失败。

        GetDouble:获取双精度浮点型数据。参数dbData为双精度浮点型数据,返回值为true表示成功,否则失败。

        GetStr:获取字符串型数据。参数pszData为字符串型数据buffer,参数nDataLen为字符串型数据buffer的最大长度,返回值为true表示成功,否则失败。

        GetBuf:获取buffer数据。参数pData为buffer数据,参数nDataLen为buffer数据长度,返回值为true表示成功,否则失败。

        GetPad:获取对齐。假如当前位置为11,若nPad为4,则会获取1个字节的对齐;若nPad为8,则会获取5个字节的对齐。参数nPad为对齐字节数,返回值为true表示成功,否则失败。

        Skip:跳过指定长度的数据。参数nLen为要跳过数据的长度,返回值为true表示成功,否则失败。

        Reset:重置流,重置后,当前位置为零,可以重新开始解析流。

总结

        字节流解析器是一种用于解析字节流的工具或程序。字节流是由连续的字节组成的数据流,解析器会读取这些字节,并根据特定的规则或格式将它们转换成更有用的数据结构或信息。

        字节流解析器的设计和实现,取决于要解析的数据的类型和格式。通常情况下,解析器可以用于读取和解码二进制文件、网络数据包、图像文件、音频文件、视频文件等。

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