IOS 字符解析.

作者: 林初盛 | 来源:发表于2018-08-16 10:13 被阅读118次

iOS 里涉及到C 语言的一些字节转换记录一下.
先看一段代码,解析收到的 Data 里的前6位 mac 地址

//解析收到的 Data 里的前6位 mac 地址
-(NSString *)getMAC:(NSData *)data{
//length 是个 NSUInteger 型的数据，表示的是 data 里字节的长度.
    short len = (short)[data length];
//bytes 是个指针，指向 data 的内容.char内容
    Byte *_bytes  = (Byte *)[data bytes];
    //创建一个长度为6的byte类型
    Byte *macData = malloc(6);
   //把 macData,0到6位初始化
    memset(macData, 0, 6);
   //开始拷贝,把_bytes 里面的数据考到 macData 里. 从 (Len-6)位开始拷贝.拷贝6位.加号代表从多少位开始拷贝.
    memcpy(macData, _bytes + (len-6), 6);
//把字节数组转换位 NSData
    NSData  *mac =  [NSData dataWithBytes:macData length:6];

    NSString *ret = nil;

    if(mac != nil){

        int index = 0;

        while (index < 6) {

            if (ret != nil){

                ret = [NSString stringWithFormat:@"%@:",ret];

            }

            if (ret == nil) {

                ret = [NSString stringWithFormat:@"%02x", macData[index]];

            }else {

                ret =[NSString stringWithFormat:@"%@%02x",ret, macData[index]];

            }
            index++;
        }
    }
    free(macData);

    return ret;

}

代码分析

-(NSString *)getMAC:(NSData *)data{
//length 是个 NSUInteger 型的数据，表示的是 data 里字节的长度.
    short len = (short)[data length];
//bytes 是个指针，指向 data 的内容.char内容
    Byte *_bytes  = (Byte *)[data bytes];

short len = (short)[data length];
NSData和它的可变长子类 NSMutableData 是字节缓冲区的对象化封装。我们可以获得简单缓冲区，并进行一些转换操作。通常我们并不会直接创建字节数据，而是从其他类型的内容转换成字节数据。所谓简单缓冲区，就是缓冲区内只包含数据，无内嵌指针。
简单来说,NSData 里放的是字节数据.我们获取到的是字节的长度(char).

Byte *_bytes = (Byte *)[data bytes];
_ bytes 是个指针，指向 data 的内容. 而 Byte 就 unsigned char 就是一个字节的长度.
c++本身不存在BYTE关键字。但在C++中byte可以用unsigned char来表示，即无符号类型.
OC中对 Byte 的定义:

typedef  UInt8                          Byte;
UInt8的定义:
typedef  unsigned char                  UInt8; //无符号的 char
typedef unsigned short                  UInt16;//无符号的 short
>>>有符号和无符号的区别
在内存中，char与unsigned char没有什么不同，都是一个字节，唯一的区别是，char的最高位为符号位，因此char能表示-128~127, unsigned char没有符号位，因此能表示0~255，这个好理解，8个bit，最多256种情况，因此无论如何都能表示256个数字。

NSMutabelData中length与bytes的关系

short len = (short)[data length];
Byte *_bytes = (Byte *)[data bytes];
length 是个 NSUInteger 型的数据，表示的是 data 的长度( data 里字节的长度.)， bytes 是个指针，指向 data 的内容。不存在相等不相等，能不能相互替换的问题。
@property(readonly) NSUInteger length
The number of bytes contained by the data object.
@property(readonly) const void *bytes
A pointer to the receiver’s contents.


 //创建一个长度为6的byte类型
    Byte *macData = malloc(6);
   //把 macData,0到6位初始化
    memset(macData, 0, 6);
   //开始拷贝,把_bytes 里面的数据考到 macData 里. 从 (Len-6)位开始拷贝.拷贝6位.加号代表从多少位开始拷贝.
    memcpy(macData, _bytes + (len-6), 6);
//把字节数组转换位 NSData
    NSData  *mac =  [NSData dataWithBytes:macData length:6];

解析

这里规定,数据 data 的最后6位是mac地址.所以在获取到数据长度后,取最后6个字节,从 (Len-6)位开始拷贝.拷贝6位.
通过NSData *mac = [NSData dataWithBytes:macData length:6];我们将获取到的 char 还原成了 data

void* malloc(size_t size)
malloc 向系统申请分配指定size个字节的内存空间。返回类型是 void* 类型。void* 表示未确定类型的指针。C,C++规定，void* 类型可以强制转换为任何其它类型的指针。

memset() 　
1.将已开辟内存空间 s 的首 n 个字节的值设为值 c。
2.memset() 函数常用于内存空间初始化。如 char str[100]; memset(str,0,100);

void *memcpy(void *dest, const void *src, size_t n);
memcpy 函数用于把资源内存（src所指向的内存区域）拷贝到目标内存（dest所指向的内存区域）；拷贝多少个？有一个size变量控制

strcpy
C语言标准库函数strcpy，把从src地址开始且含有'\0'结束符的字符串复制到以dest开始的地址空间。
功能：把从src地址开始且含有NULL结束符的字符串复制到以dest开始的地址空间
说明：src和dest所指内存区域不可以重叠且dest必须有足够的空间来容纳src的字符串。
返回指向dest的指针。

memcpy(macData, _bytes + (len-6), 6);

开始拷贝
把_bytes 里面的数据考到 macData 里. 从 (Len-6)位开始拷贝.拷贝6位.
加号代表从多少位开始拷贝.


    NSString *ret = nil;
//mac 可以判断是不是有值,避免空值的情况.
    if(mac != nil){

        int index = 0;

        while (index < 6) {

            if (ret != nil){

                ret = [NSString stringWithFormat:@"%@:",ret];

            }

            if (ret == nil) {

                ret = [NSString stringWithFormat:@"%02x", macData[index]];

            }else {

                ret =[NSString stringWithFormat:@"%@%02x",ret, macData[index]];

            }
            index++;
        }
    }

解析

把每一个字节转换成了16进制.这样获取了 mac 地址

%02X X 表示以十六进制形式输出,02 表示不足两位，前面补0输出；出过两位，不影响
举例：
printf("%02X", 0x123); //打印出：123
printf("%02X", 0x1); //打印出：01

大小端转换代码

字节翻转.
//字节翻转即：第一个和第四个交换，第二个和第三个交换
#include<Windows.h>
#include<stdio.h>
int main()
{
    BYTE byte_1,byte_2,byte_3,byte_4;
    unsigned int result;
    //value,int类型 占4个字节，32位
    int value=306382034;//转成16进制就是0x12 43 04 d2
    byte_1=(value&0xff000000)>>24;
    byte_2=(value&0x00ff0000)>>16;
    byte_3=(value&0x0000ff00)>>8;
    byte_4=value&0x000000ff;
/*
拼装字节.
*/
    result=(byte_4<<24)+(byte_3<<16)+(byte_2<<8)+byte_1;
    return 0;
}


简单的写法
void convertToLittleEndian(unsigned int *data, int len)
{
    for (int index = 0; index < len; index ++) {
        
        *data = ((*data & 0xff000000) >> 24)
        | ((*data & 0x00ff0000) >>  8)
        | ((*data & 0x0000ff00) <<  8)
        | ((*data & 0x000000ff) << 24);
        
        data ++;
    }
}

知识点

什么是大端/小端模式

在各种计算机体系结构中，对于字节、字等的存储机制有所不同，因而引发了计算机通信领域中一个很重要的问题，即通信双方交流的信息单元（比特、字节、字、双字等等）应该以什么样的顺序进行传送。如果不达成一致的规则，通信双方将无法进行正确的编/译码从而导致通信失败。
字节序，顾名思义字节的顺序，再多说两句就是大于一个字节类型的数据在内存中的存放顺序(一个字节的数据当然就无需谈顺序的问题了)。
1. 16位的处理器,一次能处理16bit的数据(2byte). 寄存器的宽度就是大于一个字节.那么就要考虑如何存储多字节的问题.
  0x1122(2byte = 4个16进制数)
  0x11为高字节, 0x22为低字节
  在内存中,地址由小到大.内存中的地址若为0x0010
  对于大端模式，就将0x11放在低地址中，即0x0010中，0x22放在高地址中，即0x0011中。小端模式，刚好相反。
2. 32位的处理器一次能处理32bit的数据(2byte).
  0x1234 5678
  前面的0x1234 为高字节 0x5678为低字节
  而其中0x12位高字节,34为低字节
  小端模式下,先存低字节所以先存 0x5678.而0x5678中的低字节先存就是
  0x7856 同理另外一边 0x3412
  结果就是0x7856 3412

这里有两个概念,"内存中的高地址和低地址","数据的高字节和低字节".

1. "内存中的高地址和低地址",

高地址和低地址
在内存中,地址由小到大.内存中的地址
低地址 -----------------> 高地址

2. "数据的高字节和低字节".

如果我们有一个32位无符号整型0x12345678，那么高位是什么，低位又是什么呢？其实很简单。在十进制中我们都说靠左边的是高位，靠右边的是低位，在其他进制也是如此。就拿 0x12345678来说，从高位到低位的字节依次是0x12、0x34、0x56和0x78。就是换成是二进制数也是一样的.
0x12345678:
高字节 ————————> 低字节
0x12、0x34、0x56和0x78

Little-Endian就是低位字节排放在内存的低地址端，高位字节排放在内存的高地址端。
Big-Endian就是高位字节排放在内存的低地址端，低位字节排放在内存的高地址端。
举一个例子，比如数字0x12 34 56 78在内存中的表示形式为：
1)大端模式：

低地址 -----------------> 高地址
0x12 | 0x34 | 0x56 | 0x78
2)小端模式：

低地址 ------------------> 高地址
0x78 | 0x56 | 0x34 | 0x12
可见，大端模式和字符串的存储模式类似。

代码解析

 //value(int类型,占4个字节)
int value=306382034;//转成16进制就是0x12 43 04 d2
//获取数据从高位到地位的每一个字节.
byte_1=(value&0xff000000)>>24; 
byte_2=(value&0x00ff0000)>>16;
byte_3=(value&0x0000ff00)>>8;
byte_4=value&0x000000ff;

/*
拼装字节.
//第一个字节移动到最后一个
//第二个字节移动到第三个
//把第三个移动到第二个
//把最后一个移动到第一个
*/
    result=(byte_4<<24)+(byte_3<<16)+(byte_2<<8)+byte_1;

& 位运算

计算的时候按位计算，&两边操作数对应位上全为1时，结果的该位值为1。否则该位值为0
例如:
0x12&0x23 转为二进制为:
B00010010&B00100011，
按位计算结果为B00000010，
即结果为0x02。

>>,<< 左右位移符号

把数字类型转换为2进制,>>2就是左移3位,缺位补零. <<2就是右移2位,也是缺位补零.
例如:14 >> 2 值等于3
因为14（即二进制的00001110）向右移两位等于3（即二进制的00000011）说白了，就是把要移动的数转换成2进制，右移几位就去掉右边的几位数，左移几位就在右边加几个0
例如:14<<2的值为56

(value&0xff000000) 进行&位运算后,相当于去掉后面24位.只保留1个字节(前8bit)
(value&0xff000000)>>24 把第一个 byte 字节,向后移动24位.这样我们就把第一个字节移动到了最后一个.获取到了这个字节.

总结

什么是数据类型?
使用编程语言进行编程时，需要用到各种变量来存储各种信息。变量实际上就是一个指针,保留的是它所存储的值的内存位置。这意味着，当您创建一个变量时，就会在内存中保留一些空间。

我们可能需要存储各种数据类型（比如字符型、宽字符型、整型、浮点型、双浮点型、布尔型等）的信息，操作系统会根据变量的数据类型，来分配内存和决定在保留内存中存储什么。

数据类型里存储的都是数字.值的范围根据类型的不同而不同.在进行字节转换的时候,要时刻抓住内存,和字节的概念.做数据解析的时候,才不会乱.

字节数据

32位和64位 CPU 数据类型对比

image.jpeg

byte和 char

byte在java中才有的

char型是字符型，占2个字节，默认数值'\u0000'，取值范围'\u0000'~'\uffff'

byte是字节型，占1个字节，默认数值0，取值范围-128～127

byte是属于整数型的，其他整数型还有short（短整型）int（整形），long(长整型)

uint8_t一般是指无符号8bit整型数，其实就是unsigned char类型。C语言无此类型，需要自己定义，比如：

typedef unsigned char uint8_t;

于char类型只相差一个符号，一般可以直接转换：

char* a = (char*)b;

uint8_t* b = (uint8_t*)a;

uint8_t 无符号8bit整型数

int16_t 有符号16bit整形数

IOS 字符解析.

代码分析

NSMutabelData中length与bytes的关系

解析

解析

知识点

什么是大端/小端模式

这里有两个概念,"内存中的高地址和低地址","数据的高字节和低字节".

1. "内存中的高地址和低地址",

2. "数据的高字节和低字节".

代码解析

& 位运算

>>,<< 左右位移符号

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