Байт-вектор в целочисленный тип: сдвиг и добавление или неявное преобразование через объединение?

Question

В настоящее время я реализую CBOR, и мне постоянно приходится читать 1, 2, 4 или 8 байтов из байтового массива, который затем необходимо объединить в целочисленный тип из 1, 2, 4 или 8 байтов.

Для 4-байтового случая я в настоящее время использую эту функцию шаблона (vec это байтовый вектор, с которого я читаю, current_idx отмечает позицию в векторе, откуда я хочу начать чтение 4 байта):

template<typename T, typename std::enable_if<sizeof(T) == 4, int>::type = 0>
static T get_from_vector(const std::vector<uint8_t>& vec, const size_t current_idx)
{
    return static_cast<T>((static_cast<T>(vec[current_idx]) << 030) +
                          (static_cast<T>(vec[current_idx + 1]) << 020) +
                          (static_cast<T>(vec[current_idx + 2]) << 010) +
                          static_cast<T>(vec[current_idx + 3]));
}

(У меня есть три аналогичные функции для случая 1, 2 и 8 байтов соответственно.)

Пример вызова будет

std::vector<uint8_t> vec {0x01, 0x00, 0x00, 0xff};
auto num = get_from_vector<uint32_t>(vec, 0);
assert(num == 0x10000FF);

Хотя производительность здесь не является проблемой, но мне все же интересно, может ли следующий код быть более эффективным или, по крайней мере, более читабельным:

template<typename T, typename std::enable_if<sizeof(T) == 4, int>::type = 0>
static T get_from_vector(const std::vector<uint8_t>& vec, const size_t current_idx)
{
    union U
    {
        T result_type;
        uint8_t bytes[4];
    } u;
    u.bytes[3] = vec[current_idx];
    u.bytes[2] = vec[current_idx + 1];
    u.bytes[1] = vec[current_idx + 2];
    u.bytes[0] = vec[current_idx + 3];
    return u.result_type;
}

Есть мысли по этому поводу?

Answer 1

Лично я предпочитаю ваш второй выбор (с помощью союзов), потому что он кажется немного быстрее и более читабельным.

Но есть и другой способ определения вашей функции: использование указателей. Преимущество заключается в том, что вам нужно определить только одну функцию, а не перегружать ее.

template<typename T>
static T get_from_vector(const std::vector<uint8_t>& vec, const size_t current_index){
    T result;
    uint8_t *ptr = (uint8_t *) &result;
    size_t idx = current_index + sizeof(T);
    while(idx > current_index)
        *ptr++ = vec[--idx];
    return result;
}

Изменение вашего примера звонка:

int main(){
    std::vector<uint8_t> vec {0x01, 0x00, 0x00, 0xff, 0x01, 0x00, 0x00, 0xff};

    auto byte1 = get_from_vector<uint8_t>(vec, 3);
    assert(byte1 == 0xff);

    auto byte2 = get_from_vector<uint16_t>(vec, 3);
    assert(byte2 == 0xff01);

    auto byte4 = get_from_vector<uint32_t>(vec, 4);
    assert(byte4 == 0x010000ff);

    auto byte8 = get_from_vector<uint64_t>(vec, 0);
    assert(byte8 == 0x010000ff010000ffUL);
}