error-handling - 如何正确读取具有帧边界的字节流并在 F# 中进行错误处理？

Question

我是 F# 新手，需要帮助来解决这个问题。

我有一个字节流，它来自串行端口并在 F# 中表示为序列。流由帧组成，每个帧以 0xFE 开始，以 0xFF 结束。字节连续传输和同步我必须跳过一些字节直到 0xFE。但是流可能已损坏并且可能缺少 0xFE 或 0xFF。

我有一个通过串行端口输入进行迭代的函数。函数代码为:

let getFrame s =
    let r = s |> Seq.skipWhile (fun x->x<>0xFEuy) 
              |> Seq.takeWhile (fun x->x<>0xFFuy)
    if Seq.isEmpty r then r else Seq.skip 1 r

如何重写此代码以跳过字节直到 0xFE 或跳过一定数量的字节，如果没有发生 0xFE 以功能方式返回错误？

对于直到 0xFF 的帧字节也是如此。

Answer 1

我认为以下功能可以满足您的需求。输入流由垃圾和帧组成。 Gargabe 可以先出现，也可以在帧之间出现。如果垃圾过多或帧太长，则会报告错误。否则返回下一帧。

let [<Literal>] FrameStart = 0xFE
let [<Literal>] FrameEnd = 0xFF

let [<Literal>] MaxGarbageLength = 5
let [<Literal>] MaxFrameLength = 5

type State<'T> =
| Garbage of int
| Frame of int * 'T list

let getFrame stream =
    let getNextRest stream =
        match Seq.isEmpty stream with
        | true -> None
        | false -> Some(Seq.head stream, Seq.skip 1 stream)

    let rec parse state stream =
        match getNextRest stream with
        | None -> None
        | Some(next, rest) ->
            match state with
            | Garbage n when n >= MaxGarbageLength -> None
            | Garbage n ->
                match next with
                | FrameStart -> parse (Frame(0, [])) rest
                | _ -> parse (Garbage(n+1)) rest
            | Frame(n, _) when n >= MaxFrameLength -> None
            | Frame(n, content) ->
                match next with
                | FrameEnd -> Some(content, rest)
                | _ -> parse (Frame(n+1, content @ [next])) rest

    parse (Garbage 0) stream

从流中获取两帧:

[<Test>]
let ``can parse two frames with garbage in between``() =
    let stream = Seq.ofList [1;2;3;FrameStart;4;5;6;FrameEnd;7;8;FrameStart;9;0;FrameEnd]

    let (frame1, rest) = (getFrame stream).Value
    frame1 |> should equal [4;5;6]
    rest |> should equal [7;8;FrameStart;9;0;FrameEnd]

    let (frame2, rest) = (getFrame rest).Value
    frame2 |> should equal [9;0]
    rest |> should equal []

通过返回None正确检测错误(注意MaxGarbageLength是5，所以下面报错):

[<Test>]
let ``none is returned when there is too much garbage``() =
    let stream = [1;2;3;4;5;6;FrameStart;7;8;9;FrameEnd]
    (getFrame stream).IsNone |> should equal true

这似乎有效并且应该很容易扩展/修改。但对我来说，它看起来像是相当多的代码。欢迎改进。