快速字节拷贝C++11

Question

我需要转换大量使用字节操作的C#应用程序。

一个例子：

public abstract class BinRecord
{
public static int version => 1;
public virtual int LENGTH => 1 + 7 + 8 + 2 + 1; // 19
public char type;
public ulong timestamp; // 7 byte
public double p;
public ushort size;
public char callbackType;
public virtual void FillBytes(byte[] bytes)
{
bytes[0] = (byte)type;
var t = BitConverter.GetBytes(timestamp);
Buffer.BlockCopy(t, 0, bytes, 1, 7);
Buffer.BlockCopy(BitConverter.GetBytes(p), 0, bytes, 8, 8);
Buffer.BlockCopy(BitConverter.GetBytes(size), 0, bytes, 16, 2);
bytes[18] = (byte)callbackType;
}
}

基本上BitConverter和Buffer.BlockCopy每秒调用100次。

有几个类从上面的基类继承来执行更具体的任务。例如：

public class SpecRecord : BinRecord
{
public override int LENGTH => base.LENGTH + 2;
public ushort num;
public SpecRecord() { }
public SpecRecord(ushort num)
{
this.num = num;
}
public override void FillBytes(byte[] bytes)
{
var idx = base.LENGTH;
base.FillBytes(bytes);
Buffer.BlockCopy(BitConverter.GetBytes(num), 0, bytes, idx + 0, 2);
}
}

我应该研究C++中的什么方法？

Answer 1

在我看来，最好的选择是实际转到C-使用memcpy复制任何对象的字节。

您的上述代码将被重写如下：

void FillBytes(uint8_t* bytes)
{
bytes[0] = (uint8_t)type;
memcpy((bytes + 1), &t, sizeof(uint64_t) - 1);
memcpy((bytes + 8), &p, sizeof(double));
memcpy((bytes + 16), &size, sizeof(uint16_t));
bytes[18] = (uint8_t)callbackType;
}

这里，我使用uint8_t、uint16_t和uint64_t作为byte、ushort和ulong类型的替换。

请记住，时间戳副本不能移植到big-endian CPU上，它会截断最低字节而不是最高字节。解决这个问题需要手动复制每个字节，比如

//Copy a 7 byte timestamp into the buffer.
bytes[1] = (t >> 0) & 0xFF;
bytes[2] = (t >> 8) & 0xFF;
bytes[3] = (t >> 16) & 0xFF;
bytes[4] = (t >> 24) & 0xFF;
bytes[5] = (t >> 32) & 0xFF;
bytes[6] = (t >> 40) & 0xFF;
bytes[7] = (t >> 48) & 0xFF;