C++实用库之字节流合成器

概述

在C/C++中，字节流是一种基本的数据处理方式，它涉及将数据视为连续的字节序列进行读取、写入或传输。字节流不关心数据的具体类型或结构，只关心字节的顺序和值。这种处理方式对于跨平台数据交换、网络通信、文件存储等场景非常有用。

在C语言中，字节流通常通过文件I/O函数和标准I/O库来处理。比如，我们可以使用fread和fwrite函数来读取和写入字节流。在C++中，我们可以使用标准库中的istream和ostream类来处理字节流，特别是通过ifstream和ofstream类来处理文件中的字节流。但如果需要创建自定义的字节流或者进行更复杂的低级别数据传输，可能会涉及网络编程或自定义内存缓冲区管理。

CHP_ByteStreamComposer类

为了使用面向对象的方式向上层提供简单、易用、统一的接口，我们需要封装自己的字节流合成器。字节流合成器一般用于网络通信时，合成自定义数据，支持添加整型数据、浮点型数据、字符串、buffer和对齐等。CHP_ByteStreamComposer类的头文件，可参考下面的示例代码。

#pragma once
#include "HP_Types.h"
class CHP_ByteStreamComposer
{
public:
        CHP_ByteStreamComposer();
        ~CHP_ByteStreamComposer();
        enum IHPByteOrderType 
        {
            HPByteOrderType_Default, 
            HPByteOrderType_ForceHost,
            HPByteOrderType_ForceNetwork
        };
        bool Init(int nStreamLen, char *pStream = NULL, bool bNetworkByteOrder = false);
        char *GetStream();
        int GetStreamLen();
        int GetCurPos();
        bool AddChar(unsigned char ucData);
        bool AddShort(unsigned short usData, IHPByteOrderType type = HPByteOrderType_Default);
        bool AddInt(unsigned int uiData, IHPByteOrderType type = HPByteOrderType_Default);
        bool AddInt64(HP_U64 ui64Data, IHPByteOrderType type = HPByteOrderType_Default);
        bool AddFloat(float fData);
        bool AddDouble(double dbData);
        bool AddStr(const char *pszData);
        bool AddBuf(void *pBuf, int nBufLen);
        bool AddPad(int nPad);
        bool Skip(int nLen);
        void Reset();
private:
        bool CheckAdd(int nLen);
private:
        bool m_bAlloced;
        char *m_pStream;
        int m_nStreamLen;
        int m_nCurPos;
        bool m_bNetworkByteOrder;
};

在上面的示例代码中，我们声明了一个枚举类型IHPByteOrderType。添加多字节数据时，可以指定字节序类型为以下三种。

HPByteOrderType_Default：默认字节序，以Init函数中传入的字节序为准。

HPByteOrderType_ForceHost：强制本地字节序。

HPByteOrderType_ForceNetwork：强制网络字节序。

下面，我们逐个介绍CHP_ByteStreamComposer类导出的公共接口。

Init：初始化函数。参数nStreamLen为要合成的流的长度；参数pStream为要合成的流的指针，传NULL时，由内部自动分配和释放；bNetworkByteOrder表示添加数据时，是否使用网络字节序；返回值为true表示成功，否则失败。

GetStream：获取流的指针。返回值为流的指针。

GetStreamLen：获取流的长度。返回值为流的长度。

GetCurPos：获取流中添加数据的当前位置。返回值为流中添加数据的当前位置。

AddChar：添加字符数据。参数ucData为字符数据，返回值为true表示成功，否则失败。

AddShort：添加短整型数据。参数usData为短整型数据，参数type为字节序类型，返回值为true表示成功，否则失败。

AddInt：添加整型数据。参数uiData为整型数据，参数type为字节序类型，返回值为true表示成功，否则失败。

AddInt64：添加64位整型数据。参数ui64Data为64位整型数据，参数type为字节序类型，返回值为true表示成功，否则失败。

AddFloat：添加单精度浮点型数据。参数fData为单精度浮点型数据，返回值为true表示成功，否则失败。

AddDouble：添加双精度浮点型数据。参数dbData为双精度浮点型数据，返回值为true表示成功，否则失败。

AddStr：添加字符串型数据。参数pszData为字符串型数据，返回值为true表示成功，否则失败。

AddBuf：添加buffer数据。参数pBuf为buffer数据，参数nBufLen为buffer数据长度，返回值为true表示成功，否则失败。

AddPad：添加对齐。假如当前位置为11，若nPad为4，则会添加1个字节的对齐；若nPad为8，则会添加5个字节的对齐。参数nPad为对齐字节数，返回值为true表示成功，否则失败。

Skip：跳过指定长度的数据。参数nLen为要跳过数据的长度，返回值为true表示成功，否则失败。

Reset：重置流，重置后，所有数据清零，且当前位置也为零，可以重新开始合成流。

总结

在处理跨平台的数据交换或网络通信时，字节流的重要性更加突出。不同的系统可能有不同的字节序（大端序或小端序），因此在发送和接收字节流时，可能需要考虑字节序的转换。此外，还需要确保数据的对齐和填充符合通信协议的要求。在网络通信中，字节流通常通过套接字进行传输。

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