qt-通信协议基础-double转成QbyteArray-小端系统

提问

8个字节 (64 bits) 双精度浮点数 (依据IEEE 754标准) ,Qt C++double怎么转成QbyteArray？

核心实现代码（C++/Qt）

cpp 复制代码

#include <QByteArray>
#include <QDebug>
#include <cstring>
// 基础版本：直接内存复制（系统字节序）
QByteArray doubleToQByteArray(double value) {
    QByteArray bytes;
    bytes.resize(sizeof(double));
    memcpy(bytes.data(), &value, sizeof(value));
    return bytes;
}
// 增强版本：可选字节序转换
QByteArray doubleToQByteArray(double value, bool bigEndian) {
    union {
        double d;
        quint64 i;
    } converter;
    converter.d = value;
    QByteArray bytes;
    bytes.resize(8);
    if (bigEndian) {
        // 大端序：高位在前
        bytes[0] = (converter.i >> 56) & 0xFF;
        bytes[1] = (converter.i >> 48) & 0xFF;
        bytes[2] = (converter.i >> 40) & 0xFF;
        bytes[3] = (converter.i >> 32) & 0xFF;
        bytes[4] = (converter.i >> 24) & 0xFF;
        bytes[5] = (converter.i >> 16) & 0xFF;
        bytes[6] = (converter.i >> 8)  & 0xFF;
        bytes[7] = converter.i        & 0xFF;
    } else {
        // 小端序：低位在前
        bytes[7] = (converter.i >> 56) & 0xFF;
        bytes[6] = (converter.i >> 48) & 0xFF;
        bytes[5] = (converter.i >> 40) & 0xFF;
        bytes[4] = (converter.i >> 32) & 0xFF;
        bytes[3] = (converter.i >> 24) & 0xFF;
        bytes[2] = (converter.i >> 16) & 0xFF;
        bytes[1] = (converter.i >> 8)  & 0xFF;
        bytes[0] = converter.i        & 0xFF;
    }
    return bytes;
}
// 反向转换验证
double qByteArrayToDouble(const QByteArray& bytes, bool bigEndian) {
    quint64 temp;
    if (bigEndian) {
        temp  = (static_cast<quint64>(bytes[0] & 0xFF) << 56);
        temp |= (static_cast<quint64>(bytes[1] & 0xFF) << 48);
        temp |= (static_cast<quint64>(bytes[2] & 0xFF) << 40);
        temp |= (static_cast<quint64>(bytes[3] & 0xFF) << 32);
        temp |= (static_cast<quint64>(bytes[4] & 0xFF) << 24);
        temp |= (static_cast<quint64>(bytes[5] & 0xFF) << 16);
        temp |= (static_cast<quint64>(bytes[6] & 0xFF) << 8);
        temp |= (static_cast<quint64>(bytes[7] & 0xFF));
    } else {
        temp  = (static_cast<quint64>(bytes[7] & 0xFF) << 56);
        temp |= (static_cast<quint64>(bytes[6] & 0xFF) << 48);
        temp |= (static_cast<quint64>(bytes[5] & 0xFF) << 40);
        temp |= (static_cast<quint64>(bytes[4] & 0xFF) << 32);
        temp |= (static_cast<quint64>(bytes[3] & 0xFF) << 24);
        temp |= (static_cast<quint64>(bytes[2] & 0xFF) << 16);
        temp |= (static_cast<quint64>(bytes[1] & 0xFF) << 8);
        temp |= (static_cast<quint64>(bytes[0] & 0xFF));
    }
    double result;
    memcpy(&result, &temp, sizeof(result));
    return result;
}
// 测试用例
int main() {
    double pi = 3.141592653589793;
    
    // 测试系统字节序（自动适应当前平台）
    QByteArray nativeBytes = doubleToQByteArray(pi);
    qDebug() << \"Native bytes (hex):\" << nativeBytes.toHex(' ');
    
    // 测试大端序（网络标准）
    QByteArray bigEndianBytes = doubleToQByteArray(pi, true);
    qDebug() << \"Big-endian bytes (hex):\" << bigEndianBytes.toHex(' ');
    
    // 反向验证
    double reversed = qByteArrayToDouble(bigEndianBytes, true);
    qDebug() << \"Reversed value:\" << reversed;
    
    return 0;
}

关键技术要点

内存布局标准
严格遵循IEEE 754双精度浮点数标准：
- 1位符号位
- 11位指数（偏移量1023）
- 52位尾数（隐含前导1）
- 示例值π的十六进制表示：
- 大端序：40 09 21 FB 54 44 2D 18
- 小端序：18 2D 44 54 FB 21 09 40
字节序处理
- 系统默认字节序：使用memcpy直接复制内存，保持与当前系统一致
- 强制大端序：通过位移操作手动构造字节序，适用于网络传输和硬件通信
- 自动检测字节序：可通过QSysInfo::ByteOrder获取当前系统字节序
类型安全设计
- 使用union进行类型双射，避免指针类型转换带来的未定义行为
- 显式处理字节序参数，增强代码可读性和可维护性
跨平台兼容性
- 代码不依赖特定平台的字节序特性
- 通过参数化设计支持不同场景需求
- 兼容Windows/Linux/macOS等主流Qt平台

性能优化建议

批量处理：对大量浮点数转换时，预分配QByteArray内存块，减少重复分配开销
缓存机制：频繁转换相同值时可考虑结果缓存
SIMD优化：在支持SIMD的平台上，可使用Intel SSE或ARM NEON指令进行并行转换

典型应用场景

传感器数据采集系统
工业控制协议实现
科学计算数据序列化
音频/视频处理中的浮点数据存储
硬件设备通信接口实现

其它资料

qt-通信协议基础-QStirng转QByteArray-进阶操作