在Ruby中解压缩签名的little-endian

所以我正在研究一些MongoDB协议的东西。所有整数都是带小端的。使用Ruby的标准Array#pack方法，我可以将整数转换为我想要的二进制字符串：

positive_one = Array(1).pack('V')   #=> 'x01x00x00x00'
negative_one = Array(-1).pack('V')  #=> 'xFFxFFxFFxFF'

但是，另一方面，String#unpack方法将'V'格式记录为具体返回无符号整数：

positive_one.unpack('V').first #=> 1
negative_one.unpack('V').first #=> 4294967295

签名的little-endian字节顺序没有格式化器。我确信我可以使用位移来玩游戏，或者编写我自己的不使用数组打包的字节错误方法，但我想知道是否有其他人遇到过这个并找到了一个简单的解决方案。非常感谢。

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才脊烽馈低

用"V"打开包装后，您可以应用以下转换

class Integer
  def to_signed_32bit
    if self & 0x8000_0000 == 0x8000_0000
      self - 0x1_0000_0000  
    else
      self
    end
  end
end

如果你正在处理其他大小的整数，你需要改变魔法常数0x1_0000_0000（即2**32）和0x8000_0000（2**31）。

磋判粗惊

编辑我误解了你原来转换的方向（根据评论）。但在考虑了一些之后，我相信解决方案仍然是一样的。这是更新的方法。它完全相同，但评论应解释结果：

def convertLEToNative( num )
    # Convert a given 4 byte integer from little-endian to the running
    # machine's native endianess.  The pack('V') operation takes the
    # given number and converts it to little-endian (which means that
    # if the machine is little endian, no conversion occurs).  On a
    # big-endian machine, the pack('V') will swap the bytes because
    # that's what it has to do to convert from big to little endian.  
    # Since the number is already little endian, the swap has the
    # opposite effect (converting from little-endian to big-endian), 
    # which is what we want. In both cases, the unpack('l') just 
    # produces a signed integer from those bytes, in the machine's 
    # native endianess.
    Array(num).pack('V').unpack('l')
end

可能不是最干净的，但这将转换字节数组。

def convertLEBytesToNative( bytes )
    if ( [1].pack('V').unpack('l').first == 1 )
        # machine is already little endian
        bytes.unpack('l')
    else
        # machine is big endian
        convertLEToNative( Array(bytes.unpack('l')))
    end
end

究补闯

此问题有一种将签名转换为无符号的方法，可能会有所帮助。它还有一个指向bindata gem的指针，看起来它会做你想要的。

BinData::Int16le.read("00f") # 3072

[编辑删除不太正确的解包指令]

曝匿弄罚

为了后人，这里是我最终提出的方法，然后发现保罗鲁贝尔与“经典方法”的联系。它是kludgy并基于字符串操作，所以我可能会废弃它，但它确实有效，所以有一天有人可能会因为某些其他原因而感到有趣：

# Returns an integer from the given little-endian binary string.
# @param [String] str
# @return [Fixnum]
def self.bson_to_int(str)
  bits = str.reverse.unpack('B*').first   # Get the 0s and 1s
  if bits[0] == '0'   # We're a positive number; life is easy
    bits.to_i(2)
  else                # Get the twos complement
    comp, flip = "", false
    bits.reverse.each_char do |bit|
      comp << (flip ? bit.tr('10','01') : bit)
      flip = true if !flip && bit == '1'
    end
    ("-" + comp.reverse).to_i(2)
  end
end

更新：这是更简单的重构，使用Ken Bloom的广义任意长度形式的答案：

# Returns an integer from the given arbitrary length little-endian binary string.
# @param [String] str
# @return [Fixnum]
def self.bson_to_int(str)
  arr, bits, num = str.unpack('V*'), 0, 0
  arr.each do |int|
    num += int << bits
    bits += 32
  end
  num >= 2**(bits-1) ? num - 2**bits : num  # Convert from unsigned to signed
end

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