Golang如何操作二进制数据 Golang字节处理指南

golang的encoding/binary包配合切片可用于高效处理二进制数据。1. 使用binary.bigendian或binary.littleendian实现字节序转换,通过binary.write和binary.read指定字节序进行写入与读取;2. 处理变长数据时,先写入/读取长度字段,再操作实际数据;3. 用Struct定义二进制结构时,结合固定大小的byte数组和binary.littleendian或binary.bigendian完成数据序列化与反序列化,并注意对字符串截断处理空字节。

Golang如何操作二进制数据 Golang字节处理指南

操作二进制数据,说白了,就是在字节层面“玩耍”。golang提供了强大的encoding/binary包,再加上切片(slice)的灵活运用,让你能够自如地读取、写入、转换各种二进制格式的数据。掌握它,你就打开了处理网络协议、图像文件、压缩数据等等的大门。

Golang如何操作二进制数据 Golang字节处理指南

encoding/binary包 + 切片

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如何使用encoding/binary进行字节序转换?

字节序,也就是字节的排列顺序,分为大端(Big Endian)和小端(Little Endian)。不同的系统或协议可能采用不同的字节序。encoding/binary包提供了BigEndian和LittleEndian两个类型,分别代表大端和小端。

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package main  import (     "bytes"     "encoding/binary"     "fmt" )  func main() {     var num int32 = 12345 // 示例数据      // 大端字节序     bufBig := new(bytes.Buffer)     err := binary.Write(bufBig, binary.BigEndian, num)     if err != nil {         fmt.Println("binary.Write failed:", err)         return     }     fmt.Printf("Big Endian: %Xn", bufBig.Bytes())      // 小端字节序     bufLittle := new(bytes.Buffer)     err = binary.Write(bufLittle, binary.LittleEndian, num)     if err != nil {         fmt.Println("binary.Write failed:", err)         return     }     fmt.Printf("Little Endian: %Xn", bufLittle.Bytes())      // 从字节数组读取数据,并指定字节序     var readNum int32     reader := bytes.NewReader(bufLittle.Bytes())     err = binary.Read(reader, binary.LittleEndian, &readNum)     if err != nil {         fmt.Println("binary.Read failed:", err)         return     }     fmt.Printf("Read Number: %dn", readNum) }

这个例子展示了如何将一个int32类型的数字,分别以大端和小端字节序写入bytes.Buffer,并演示了如何从小端字节序的bytes.Buffer中读取数据。注意,binary.Write和binary.Read的第二个参数就是用来指定字节序的。

如何处理变长二进制数据?

有时候,二进制数据的长度不是固定的,比如网络协议中,经常会用一个字段来表示后续数据的长度。这时,就需要先读取长度字段,再根据长度读取实际数据。

package main  import (     "bytes"     "encoding/binary"     "fmt" )  func main() {     // 模拟一段变长数据,长度为10,数据为 "abcdefghij"     data := []byte("abcdefghij")     length := int32(len(data))      // 创建一个buffer,先写入长度,再写入数据     buf := new(bytes.Buffer)     err := binary.Write(buf, binary.BigEndian, length) // 先写入长度     if err != nil {         fmt.Println("binary.Write length failed:", err)         return     }     _, err = buf.Write(data) // 再写入数据     if err != nil {         fmt.Println("buf.Write data failed:", err)         return     }      // 从buffer中读取数据     readBuf := bytes.NewReader(buf.Bytes())     var readLength int32     err = binary.Read(readBuf, binary.BigEndian, &readLength) // 先读取长度     if err != nil {         fmt.Println("binary.Read length failed:", err)         return     }      readData := make([]byte, readLength)     _, err = readBuf.Read(readData) // 再读取数据     if err != nil {         fmt.Println("readBuf.Read data failed:", err)         return     }      fmt.Printf("Read Length: %dn", readLength)     fmt.Printf("Read Data: %sn", String(readData)) }

这段代码模拟了变长数据的写入和读取。关键在于先读取长度字段,然后根据长度字段创建切片,再读取实际数据。

如何使用struct来定义二进制数据结构

Golang的struct非常适合用来定义二进制数据结构。通过在struct字段上使用binary tag,可以指定字段的字节序和偏移量。

package main  import (     "bytes"     "encoding/binary"     "fmt" )  // 定义一个结构体,模拟二进制数据结构 type MyData struct {     ID   int32  // ID     Name [16]byte // Name, 固定长度16字节     Value float64 // Value }  func main() {     // 创建一个MyData实例     myData := MyData{         ID:    123,         Name:  [16]byte{'G', 'o', 'l', 'a', 'n', 'g'}, // 初始化部分Name         Value: 3.1415926,     }      // 将结构体写入buffer     buf := new(bytes.Buffer)     err := binary.Write(buf, binary.LittleEndian, &myData)     if err != nil {         fmt.Println("binary.Write failed:", err)         return     }      // 从buffer中读取数据,并填充到结构体     readBuf := bytes.NewReader(buf.Bytes())     var readData MyData     err = binary.Read(readBuf, binary.LittleEndian, &readData)     if err != nil {         fmt.Println("binary.Read failed:", err)         return     }      // 打印读取到的数据     fmt.Printf("ID: %dn", readData.ID)     fmt.Printf("Name: %sn", string(readData.Name[:])) // 注意截断,去掉多余的空字节     fmt.Printf("Value: %fn", readData.Value) }

在这个例子中,MyData结构体定义了一个包含ID、Name和Value字段的二进制数据结构。使用binary.Write和binary.Read可以直接将结构体写入和读取到bytes.Buffer。注意,对于固定长度的字符串,需要使用[N]byte数组,而不是string类型。另外,读取Name字段时,需要进行截断,去掉多余的空字节。

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