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格物致瑾

從wave文件的讀寫看程序中struct的設(shè)計(jì)

在windows中，對(duì)于wave音頻格式，有如下的一系列結(jié)構(gòu)：

typedef struct waveformat_tag

{

WORD wFormatTag; /**//* format type */

WORD nChannels; /**//* number of channels (i.e. mono, stereo, etc.) */

DWORD nSamplesPerSec; /**//* sample rate */

DWORD nAvgBytesPerSec; /**//* for buffer estimation */

WORD nBlockAlign; /**//* block size of data */

} WAVEFORMAT;

typedef struct pcmwaveformat_tag

{

WAVEFORMAT wf;

WORD wBitsPerSample;

} PCMWAVEFORMAT;

struct TWavHeader

{

char rId[4]; //標(biāo)志符（RIFF）

DWORD rLen; //數(shù)據(jù)大小,包括數(shù)據(jù)頭的大小和音頻文件的大小

char wId[4]; //格式類型（"WAVE"）

char fId[4]; //"fmt"

DWORD fLen; //Sizeof(PCMWAVEFORMAT)

PCMWAVEFORMAT wavFormat;

char dId[4]; //"data"

DWORD wSampleLength; //音頻數(shù)據(jù)的大小

};

采用這樣的結(jié)構(gòu)寫的音頻文件，文件頭會(huì)有如下的結(jié)果：

不難發(fā)現(xiàn)，第0020行明顯多出幾個(gè)字節(jié)。這樣造成聲音文件無(wú)法播放出來(lái)。

從結(jié)構(gòu)定義角度來(lái)看，也不難發(fā)現(xiàn)PCMWAVEFORMAT結(jié)構(gòu)中，WAVEFORMAT結(jié)構(gòu)前四個(gè)成員已經(jīng)4字節(jié)對(duì)齊了，最后一個(gè)成員nBlockAlign只占用兩字節(jié)，按照字節(jié)對(duì)齊規(guī)則，需要在填充兩個(gè)無(wú)效字節(jié)，從而保證到4字節(jié)對(duì)齊；PCMWAVEFORMAT結(jié)構(gòu)還是采用4字節(jié)對(duì)齊，因此只占用兩字節(jié)的
最后一個(gè)成員wBitsPerSample還需要兩字節(jié)補(bǔ)齊，因此才有了上圖的字節(jié)分布。

解決方法就是采用緊縮結(jié)構(gòu)，不允許字節(jié)對(duì)齊。

從這個(gè)親身經(jīng)歷來(lái)看，字節(jié)非對(duì)齊的結(jié)構(gòu)也是一種潛在的bug，程序中設(shè)計(jì)的各種結(jié)構(gòu)盡量保持字節(jié)對(duì)齊是一種好的習(xí)慣。

posted on 2008-06-16 11:00 Wealth 閱讀(1972) 評(píng)論(4) 編輯收藏引用所屬分類: C++

評(píng)論

# re: 從wave文件的讀寫看程序中struct的設(shè)計(jì) 2008-06-16 11:21 Kevin Lynx

有道理，對(duì)于用struct寫文件這種情況，很容易因?yàn)閟truct的字節(jié)對(duì)齊問題導(dǎo)致想不到的BUG。尤其是采用直接將struct以二進(jìn)制方式寫入文件的方式寫文件。
回復(fù) 更多評(píng)論

# re: 從wave文件的讀寫看程序中struct的設(shè)計(jì) 2008-06-17 19:56 Wealth

@Kevin Lynx

對(duì)呀，這些bug一般還很難找。回復(fù) 更多評(píng)論

# re: 從wave文件的讀寫看程序中struct的設(shè)計(jì) 2008-06-23 01:10 R2仔

用 #pragma pack(2) 來(lái)改變字節(jié)對(duì)齊設(shè)置也可以吧回復(fù) 更多評(píng)論

# re: 從wave文件的讀寫看程序中struct的設(shè)計(jì) 2008-06-24 14:55 Wealth

@R2仔
在這個(gè)應(yīng)用中是可以的。
但我們?cè)谶@里討論的不是幾個(gè)字節(jié)對(duì)齊的問題，而是如何避免由于潛在的機(jī)制而導(dǎo)致的bug 回復(fù) 更多評(píng)論

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