暂时将[u8]转换为[u16]

Question

我有一个[u8; 16384]和一个u16.我如何"暂时转换"数组,以便我可以同时设置两个u8s,第一个到最低有效字节,第二个到最高有效字节？

Answer 1

明显,安全和便携的方式是使用数学.

fn set_u16_le(a: &mut [u8], v: u16) {
    a[0] = v as u8;
    a[1] = (v >> 8) as u8;
}

如果你想要一个更高级别的界面,那byteorder就是设计用来做这个的箱子.

您应该绝对不使用transmute转一[u8]成[u16],因为这并不能保证任何有关的字节顺序.

Answer 2

正如 DK 所建议的那样，您可能不应该真正使用unsafe代码来重新解释内存……但如果您愿意，可以这样做。

如果你真的想走那条路，你应该注意几个问题：

• 你可能有对齐问题。如果您只是&mut [u8]从某处获取 a并将其转换为 a &mut [u16]，则它可能指的是某些未正确对齐的内存区域以作为 a 进行访问u16。根据您运行此代码的计算机，这种未对齐的内存访问可能是非法的。在这种情况下，程序可能会以某种方式中止。例如，CPU 可以生成操作系统响应的某种信号以终止进程。
• 它将是不可移植的。即使没有对齐问题，您也会在不同的机器上得到不同的结果（小端机器和大端机器）。

如果您可以切换它（创建一个u16数组并在字节级别临时处理它），您将解决潜在的内存对齐问题：

/// warning: The resulting byte view is system-specific
unsafe fn raw_byte_access(s16: &mut [u16]) -> &mut [u8] {
    use std::slice;
    slice::from_raw_parts_mut(s16.as_mut_ptr() as *mut u8, s16.len() * 2)
}

在大端机器上，这个函数不会做你想做的事；你想要一个小端字节序。您只能将其用作小端机器的优化，并且需要坚持使用 DK 之类的用于大端或混合端机器的解决方案。

Answer 3

slice::align_to并且slice::align_to_mut从 Rust 1.30 开始稳定。这些函数处理sellibitze提出的对齐问题。

大端和小端的问题仍然是你需要担心的。您可以使用类似的方法u16::to_le来帮助解决这个问题。但是，我无法使用大端计算机进行测试。

fn example(blob: &mut [u8; 16], value: u16) {
   // I copied this example from Stack Overflow without providing 
   // rationale why my specific case is safe.
   let (head, body, tail) = unsafe { blob.align_to_mut::<u16>() };

   // This example simply does not handle the case where the input data
   // is misaligned such that there are bytes that cannot be correctly
   // reinterpreted as u16.
   assert!(head.is_empty());
   assert!(tail.is_empty());

   body[0] = value
}

fn main() {
   let mut data = [0; 16];
   example(&mut data, 500);
   println!("{:?}", data);
}