Преобразование шестнадцатеричной строки в беззнаковый символ в C++

Question

Я хочу преобразовать шестнадцатеричное представление в строке в переменную без знака, например:

std::stringstream ss;
uint8_t x;
ss << "1f";
ss >> std::hex >> x;  // result: x = 0x31 (=49 in decimal and ='1' as char)

Очевидно, я предположил, что преобразование приведет к x = 0x1f (=31 в десятичном виде), так как 0x1f меньше 0xff, что является максимумом, который может быть сохранен в 8-битном неподписанном символе. Вместо этого произошло то, что в преобразовании использовались только первые 8 бит моей строки.

Может кто-нибудь объяснить мне, почему именно это произошло и как это исправить?

Answer 1

std::uint8_t является (как правило, см. ниже) псевдонимом для unsigned charи соответствующийoperator>> трактует его как тип символа, а не как целочисленный тип. Из-за этого персонаж '1' считывается в x, и его значение ASCII равно 49. Что шестнадцатеричная запись значения ASCII '1' случается, что десятичная запись значения, которое вы хотите проанализировать, является случайной; пытаясь разобрать "1e" или же "10" или же "1xyz" все равно приведет к x == 49,

Чтобы обойти эту проблему, проанализируйте сначала другой целочисленный тип, затем сузьте до 8 бит:

std::stringstream ss;
uint8_t x;
unsigned tmp;

ss << "1f";
ss >> std::hex >> tmp; 
x = tmp;                // may need static_cast<uint8_t>(tmp) to suppress
                        // compiler warnings.

Педантичное приложение (в основном исторического интереса)

Если мы совершенно педантичны, uint8_t является необязательным (!) определяемым реализацией беззнаковым целочисленным типом, который имеет ширину ровно 8 битов, если он существует. C++ переводит определение в стандарт C в [cstdint.syn]/2, а C99 определяет в 7.18.1.1:

1 имя типа определения intN_t обозначает целочисленный тип со знаком с шириной N, без дополнительных битов и представление дополнения до двух. Таким образом, int8_t обозначает целочисленный тип со знаком шириной ровно 8 бит.

2 Имя типа определения uintN_t обозначает целочисленный тип без знака с шириной N. Таким образом, uint24_t обозначает целочисленный тип без знака с шириной ровно 24 бита.

3 Эти типы не являются обязательными. Однако, если реализация предоставляет целочисленные типы с шириной 8, 16, 32 или 64 бита, она должна определить соответствующие имена typedef.

Фон для этого - история. Когда-то существовали платформы, на которых в байте не было 8 битов, например, несколько PDP (не говоря уже о десятичных компьютерах, таких как ранние UNIVACs¹). Они редко представляют интерес для нас сегодня, но они были важны при разработке C, и, как следствие, определенные предположения, которые могли бы быть сделаны, если бы C были разработаны сегодня, не делаются в стандарте C.

На этих платформах не всегда легко обеспечить 8-битные целочисленные типы, и unsigned charбудучи определенным точно как один байт шириной, не может в то же самое время быть точно 8 битами шириной, если байт не имеет ширины 8 битов. Это, наряду с несколькими другими вещами,², поэтому все uintN_t типы являются необязательными, а также почему ни один из них не привязан к конкретным целочисленным типам. Намерение состояло в том, чтобы определить типы, которые предлагают определенное низкоуровневое поведение. Если реализация не может обеспечить такое поведение, по крайней мере, она выдаст ошибку, а не скомпилирует ерунду.

Итак, будучи совершенно педантичным: если вы используете uint8_t В общем, можно написать соответствующую реализацию C++, которая полностью отклоняет ваш код. Также возможно написать соответствующую реализацию, в которой uint8_t целочисленный тип, отличный от unsigned charгде код в вопросе просто работает.

Однако на практике вы вряд ли столкнетесь с такой реализацией. Все текущие реализации C++, о которых я знаю, определяют uint8_t как псевдоним unsigned char,³

¹ И даже это не глубина кроличьей норы, хотя я сомневаюсь, что создатели C имели в виду Setun (русский сбалансированный троичный компьютер).

Например,² не все эти машины представляли целые числа как дополнение к двум.

³ Если вы знаете, что нет, оставьте комментарий, и я запомню это здесь. Я предполагаю, что возможно, что есть набор инструментов микроконтроллера, у которого есть причины отклониться.