c - 如何将字符串解析为结构？

Question

我想知道是否有任何方法可以使用 struct 和 union 方法将像 "5ABBF13A000A01" 这样的字符串转换为下一个结构:

struct xSensorData2{
    unsigned char flags;           
    unsigned int refresh_rate;
    unsigned int timestamp;
};

数据应该是:

flags = 0x01 (last byte);
refresh_rate = 0x000A (two bytes);
timestamp = 5ABBF13A (four bytes);

我在考虑下一个数据结构:

struct xData{
    union{
        struct{
            unsigned char flags:8;
            unsigned int refresh_rate:16;
            unsigned int timestamp:32;
        };
        char pcBytes[8];
    };
}__attribute__ ((packed));

但我得到了一个 12 字节的结构，我认为这是因为位字段不适用于不同类型的数据。我应该将字符串转换为十六进制数组，复制到 pcBytes 并访问每个字段。

更新:在 stm32 平台中，我使用了这段代码:

bool bDecode_HexString(char *p)
{
uint64_t data = 0;                  /* exact width type for conversion 
*/
char *endptr = p;                   /* endptr for strtoul validation */
errno = 0;                                          /* reset errno */

data = strtoull (p, &endptr, 16);    /* convert input to uint64_t */

if (p == endptr && data == 0) {     /* validate digits converted */
    fprintf (stderr, "error: no digits converted.\n");
    return false;
}
if (errno) {    /* validate no error occurred during conversion */
    fprintf (stderr, "error: conversion failure.\n");
    return false;
}
//printf ("data: 0x%" PRIx64 "\n\n", data); /* output conerted string */

sensor.flags = data & 0xFF;                             /* set flags */
sensor.rate = (data >> CHAR_BIT) & 0xFFFF;              /* set rate */
sensor.tstamp = (data >> (3 * CHAR_BIT)) & 0xFFFFFFFF;  /* set timestamp */

    return true;

/* output sensor struct */
//    printf ("sensor.flags : 0x%02" PRIx8 "\nsensor.rate  : 0x%04" PRIx16
//            "\nsensor.tstamp: 0x%08" PRIx32 "\n", sensor.flags, sensor.rate,
//            sensor.tstamp);
}

并调用函数:

char teste[50] = "5ABBF13A000A01";
bDecode_HexString(teste);

我得到 data = 0x3a000a01005abbf1

Answer 1

如果您仍在努力将输入分离到 flags, rate & timestamp 中，然后是评论中关于使用无符号类型将输入字符串转换为值并使用 <stdint.h> 中提供的精确宽度类型的建议, 将避免操作有符号类型时固有的潜在问题(例如潜在的符号扩展等)

如果你想分离值并协调结构中的值，那 100% 没问题。分离个体的工作flags, rate & timestamp .您选择如何存储它们以便它们在您的代码中方便取决于您。使用精确宽度类型的简单结构可以是:

typedef struct {    /* struct holding sensor data */
    uint8_t  flags;
    uint16_t rate;
    uint32_t tstamp;   
} sensor_t;

在从 char * 的转换中至 uint64_t与 strtoull ，您有两个主要的验证检查:

1. 利用指向要转换的字符串的指针和 endptr参数来验证数字实际上已转换( strtoull 将 endptr 设置为指向最后一个数字转换后的 1 个字符)。你用这个来比较endptr转换数据的原始指针以确认转换发生(如果没有转换数字，则原始指针和 endptr 将相同，返回的值将为零)；和

2. 你设置errno = 0;在转换之前，然后在转换之后再次检查以确保在转换过程中没有发生错误。如果strtoull遇到错误，值超出范围等。，errno设置为正值。

3. (并且如果您有特定范围验证，例如，您希望以小于转换大小的大小存储结果，例如 uint32_t 而不是 uint64_t ，您需要验证最终值可以存储在较小的类型中)

一个简单的方法是:

    uint64_t data = 0;                  /* exact width type for conversion */
    ...
    char *p = argc > 1 ? argv[1] : "0x5ABBF13A000A01",  /* input */
        *endptr = p;                    /* endptr for strtoul validation */
    errno = 0;          /* reset errno */
    ...
    data = strtoull (p, &endptr, 0);    /* convert input to uint64_t */

    if (p == endptr && data == 0) {     /* validate digits converted */
        fprintf (stderr, "error: no digits converted.\n");
        return 1;
    }
    if (errno) {    /* validate no error occurred during conversion */
        fprintf (stderr, "error: conversion failure.\n");
        return 1;
    }
    printf ("data: 0x%" PRIx64 "\n\n", data); /* output conerted string */

最后，将data中的值分开进入 flags, rate & timestamp 的各个值, 可以通过简单的移位 & ANDS 来完成，例如

    sensor_t sensor = { .flags = 0 };   /* declare instance of sensor */
    ...
    sensor.flags = data & 0xFF;                             /* set flags */
    sensor.rate = (data >> CHAR_BIT) & 0xFFFF;              /* set rate */
    sensor.tstamp = (data >> (3 * CHAR_BIT)) & 0xFFFFFFFF;  /* set timestamp */

    /* output sensor struct */
    printf ("sensor.flags : 0x%02" PRIx8 "\nsensor.rate  : 0x%04" PRIx16
            "\nsensor.tstamp: 0x%08" PRIx32 "\n", sensor.flags, sensor.rate,
            sensor.tstamp);

总而言之，你可以做类似的事情:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <stdint.h>
#include <inttypes.h>
#include <errno.h>
#include <limits.h>

typedef struct {    /* struct holding sensor data */
    uint8_t  flags;
    uint16_t rate;
    uint32_t tstamp;   
} sensor_t;

int main (int argc, char **argv) {

    uint64_t data = 0;                  /* exact width type for conversion */
    sensor_t sensor = { .flags = 0 };   /* declare instace of sensor */
    char *p = argc > 1 ? argv[1] : "0x5ABBF13A000A01",  /* input */
        *endptr = p;                    /* endptr for strtoul validation */
    errno = 0;          /* reset errno */

    data = strtoull (p, &endptr, 0);    /* convert input to uint64_t */

    if (p == endptr && data == 0) {     /* validate digits converted */
        fprintf (stderr, "error: no digits converted.\n");
        return 1;
    }
    if (errno) {    /* validate no error occurred during conversion */
        fprintf (stderr, "error: conversion failure.\n");
        return 1;
    }
    printf ("data: 0x%" PRIx64 "\n\n", data); /* output conerted string */

    sensor.flags = data & 0xFF;                             /* set flags */
    sensor.rate = (data >> CHAR_BIT) & 0xFFFF;              /* set rate */
    sensor.tstamp = (data >> (3 * CHAR_BIT)) & 0xFFFFFFFF;  /* set timestamp */

    /* output sensor struct */
    printf ("sensor.flags : 0x%02" PRIx8 "\nsensor.rate  : 0x%04" PRIx16
            "\nsensor.tstamp: 0x%08" PRIx32 "\n", sensor.flags, sensor.rate,
            sensor.tstamp);

    return 0;
}

示例使用/输出

$ ./bin/struct_sensor_bitwise
data: 0x5abbf13a000a01

sensor.flags : 0x01
sensor.rate  : 0x000a
sensor.tstamp: 0x5abbf13a

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