Java读取C写的float，int和字符数组

0.README

---

本文提到了在用Java读取C写的字节文件时，因为两种语言的不同而遇到一些不兼容问题，包括float读取方式，int读取方式，char[]数组转字符串。

1.Java 读取C写的小端float

---

Intel主机中C写入的字节顺序是从低到高（左低到右高），而java.io.DataInputStream读取的数据是从高到低（左高到右低) 。前者称为LITTLE-ENDIAN（小字节序、低字节序）,即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。 后者对应的是：BIG-ENDIAN（大字节序、高字节序）。

因此我们需要调整字节的读取顺序。下面的例子中使用java.nio.ByteBuffer来处理。

// 读取C语言写的float
public static float readFloatFromC(DataInputStream dataInputStream){
    byte[] bytes = new byte[Float.SIZE/8];
    try {
        dataInputStream.read(bytes);
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    return ByteBuffer.wrap(bytes).order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN).getFloat();
}

2.Java 读取C语言写的小端int

// read a integer from little-endian bytes
public static int readIntLe(byte[] bytes, int offset) {
    return (bytes[offset] & 0xff) | (bytes[offset + 1] & 0xff) << 8
            | (bytes[offset + 2] & 0xff) << 16 | (bytes[offset + 3] & 0xff) << 24;
}

3.Java 将C语言写的字符数组转换为String

---

首先，c语言的char只有一个字节，而java的char有2个字节，所以用java中的byte[]来存放从字节流中读取的C语言写的char[]；然后用byte[]和字符集生成String；最后去掉C语言中的字符数组结束符‘\0’

// c写的字符数组转化为String
public static String byteArrayToString(byte[] bytes){
    String s = null;
    try {
        s = new String(bytes, "GBK");
    } catch (UnsupportedEncodingException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    return s.substring(0, s.indexOf(0));
}

4. Java 读取C++写的结构体文件

class PreSysSet
{
public:
    int first;
    int second;
    int third;
    bool fourth;
    int fifth;
}

Java 在读取C++的结构体时，主要的问题是要考虑到C++结构体保存时的存储结构，有两个规则（详细解释将参考资料4）：

1. 结构体变量中成员的偏移量必须是成员大小的整数倍（0被认为是任何数的整数倍）
2. 结构体大小必须是所有成员大小的整数倍，也即所有成员大小的公倍数

所以前4个i变量的偏移量分别是0、4、8、12，为了使结构体大小是int大小的整数倍，最后一个int变量在保存时会对齐偏移量，不是12 + 1 = 13，而是12 + 4 = 16，这样才能保证结构体大小为20。所以正确的 Java 读取方式如下：

    static class PreSysSet {
        int first;
        int second;
        int third;
        boolean fourth;
        int fifth;

        PreSysSet(DataInputStream in) {
            try {
                first = FileUtil.readIntFromC(in);
                second = FileUtil.readIntFromC(in);
                third = FileUtil.readIntFromC(in);
                fourth = in.readBoolean();
                in.skipBytes(3); // 为了对齐，所以产生了空位
                fifth = FileUtil.readIntFromC(in);
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

参考文献

---

1. reading C++ binary file in Java
2. 大字节序(BigEndian)与小字节序(LittleEndian)
3. Does Java read integers in little endian or big endian
4. C/C++ sizeof函数解析——解决sizeof求结构体大小的问题