c++ - *(int*)&data[18] 在此代码中实际做了什么？

Question

我遇到了用 C++ 读取 BMP 文件的语法

#include <fstream>
int main() {
    std::ifstream in('filename.bmp', std::ifstream::binary);
    in.seekg(0, in.end);
    size = in.tellg();
    in.seekg(0);
    unsigned char * data = new unsigned char[size];
    in.read((unsigned char *)data, size);

    int width = *(int*)&data[18];
    // omitted remainder for minimal example
}

我不明白这句话是什么

int width = *(int*)&data[18];

实际上是在做。为什么从 unsigned char * 到 int、int width = (int)data[18]; 的简单转换不起作用？

Answer 1

Note

As @user4581301 indicated in the comments, this depends on the implementation and will fail in many instances. And as @NathanOliver- Reinstate Monica and @ChrisMM pointed out this is Undefined Behavior and the result is not guaranteed.

根据bitmap header format ，位图的宽度(以像素为单位)存储为从字节偏移量 18 开始的有符号 32 位整数。语法

int width = *(int*)&data[18];

读取字节 19 到 22(含)(假设为 32 位 int)并将结果解释为整数。

怎么样？

• &data[18] 获取索引 18 处 unsigned char 的地址
• (int*) 将地址从 unsigned char* 转换为 int* 以避免 loss of precision on 64 bit architectures
• *(int*) 取消引用地址以获取引用的 int 值

基本上，它获取data[18]的地址并读取该地址处的字节，就好像它们是整数一样。

为什么简单地转换为 `int` 不起作用？

sizeof(data[18]) 为 1，因为 unsigned char 是一个字节 (0- 255) 但如果系统是 32 位，则 sizeof(&data[18]) 为 4，如果系统为 8它是 64 位的，这可以是 larger (or even smaller for 16-bit systems)但除 16 位系统外，它至少应为 4 字节。显然，在这种情况下，不需要读取超过 4 字节，并且转换为 (int*) 并随后取消引用 int 会产生 4 字节，实际上是偏移量 18 和 21 之间的 4 个字节(含)。从 unsigned char 到 int 的简单转换也将产生 4 个字节，但仅产生 data 信息的一个字节。以下示例对此进行了说明:

#include <iostream>
#include <bitset>

int main() {
    // Populate 18-21 with a recognizable pattern for demonstration
    std::bitset<8> _bits(std::string("10011010"));
    unsigned long bits = _bits.to_ulong();
    for (int ii = 18; ii < 22; ii ++) {
        data[ii] = static_cast<unsigned char>(bits);
    }

    std::cout << "data[18]                    -> 1 byte  " 
        << std::bitset<32>(data[18]) << std::endl;
    std::cout << "*(unsigned short*)&data[18] -> 2 bytes " 
        << std::bitset<32>(*(unsigned short*)&data[18]) << std::endl;
    std::cout << "*(int*)&data[18]            -> 4 bytes " 
        << std::bitset<32>(*(int*)&data[18]) << std::endl;
}

data[18]                    -> 1 byte  00000000000000000000000010011010
*(unsigned short*)&data[18] -> 2 bytes 00000000000000001001101010011010
*(int*)&data[18]            -> 4 bytes 10011010100110101001101010011010