可変長のバイナリデータを読み込みたい

Question

前提・実現したいこと

バイナリデータを読み込みたいです。

バイナリデータ構造

発生している問題・エラーメッセージ

固定長であればキャストで簡単に読み込めると思いますが、可変長になっているので単純なキャストでは「ズレ」が発生して上手く読み込めません。
固定長にしたいところですが元のバイナリデータは変更不可能です。

可変長のバイナリデータの場合どのように読み込む方法があるでしょうか？

該当のソースコード

#include <iostream>

#pragma pack(1)
struct User
{
	uint8_t id;
	uint8_t name_length;
	char *name;
	uint8_t age;
};

struct Users
{
	uint8_t length;
	User info[];
};
#pragma pack()

int main()
{
	uint8_t data[] = {
		0x02,
		0x01, 0x07, 0x74, 0x61, 0x6E, 0x61, 0x6B, 0x61, 0x31, 0x01,
		0x02, 0x08, 0x74, 0x61, 0x6E, 0x61, 0x6B, 0x61, 0x31, 0x31, 0x02
	};

	auto users = reinterpret_cast<Users*>(data);
	std::printf("userInfos.length: %d\n", users->length);

	for (auto i = 0; i < users->length; i++)
	{
		auto user = reinterpret_cast<User*>(&users->info[i]);

		auto id = user->id;
		auto nameLength = user->name_length;
		std::string name(reinterpret_cast<char*>(&user->name), nameLength);
		auto age = user->age;

		std::printf("Id: %d\n", id);
		std::printf("名前の長さ: %d\n", nameLength);
		std::printf("名前: %s\n", name.c_str());
		std::printf("年齢: %d\n", age);
	}

	return 0;
}

出力

userInfos.length: 2
Id: 1
名前の長さ: 7
名前: tanaka1
年齢: 107
Id: 97
名前の長さ: 49
名前: 
tanaka11ﾌﾌﾌﾌﾌﾌ"跳4戍ﾙ
年齢: 97

期待する出力

userInfos.length: 2
Id: 1
名前の長さ: 7
名前: tanaka1
年齢: 1
Id: 2
名前の長さ: 8
名前: tanaka11
年齢: 2

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

• C++17

Answer 1

#include <cstdint>
#include <cstdio>
#include <string>
#include <iterator>
#include <vector>

struct User {
    uint8_t id;
    std::string name;
    uint8_t age;
};

int main() {
    uint8_t data[] = {
        0x02,
        0x01, 0x07, 0x74, 0x61, 0x6E, 0x61, 0x6B, 0x61, 0x31, 0x01,
        0x02, 0x08, 0x74, 0x61, 0x6E, 0x61, 0x6B, 0x61, 0x31, 0x31, 0x02
    };

    std::vector<User> users;

    auto in = std::begin(data);
    uint8_t size = *in++;
    while ( size-- ) {
      User user;
      user.id = *in++;
      uint8_t name_length = *in++;
      user.name = std::string(in, std::next(in, name_length));
      std::advance(in, name_length);
      user.age = *in++;
      users.push_back(user);
    }

    for ( const User& item : users ) {
        std::printf("Id: %d\n", item.id);
        std::printf("名前の長さ: %lld\n", item.name.size());
        std::printf("名前: %s\n", item.name.c_str());
        std::printf("年齢: %d\n", item.age);
    }

    return 0;
}

Comments

[daiki002]

ありがとうございます。
キャストが無理なのでint32_t氏の回答のように純粋にポインタで読み進めていくしかないかなと思っていましたがstd::begin, std::advanceが利用できるのですね。
C++らしい書き方が出来るのでこちらを利用します。
ありがとうございました。

Answer 2

可変長のバイナリデータの場合どのように読み込む方法があるでしょうか？

このフォーマットの場合、キャストで構造体にすることはできません。
ポインタかインデックスを1つずつ進めながら入力データをパーズするしかないです。

例:

• struct Users: 削除
• struct User: name_length を削除
• struct User: name を std::string にする

1. const uint8_t*のポインタを data の先頭で初期化
2. Userの数を読んで、ポインタをすすめる
3. Userの数でループ

--User インスタンスを作成
-- ポインタが指す値を読んで User::id に格納、ポインタを進める
-- ポインタが指す値を読んで変数 nameLength に格納、ポインタを進める
-- ポインタが指すアドレスから長さ nameLength のエリアで std::string を作って User::name に格納。ポインタに nameLength を足す
-- ...

Answer 3

まずはバッファを用意しといてファイルのデータを読み込んでおき、そこからフォーマットに従って変数に読み込んでいけばいいです

struct User
{
uint8_t id;
uint8_t name_length;
char *name;
uint8_t age;
};

nameはポインタではダメです
char name[80];
とかデータの最大長の配列とし、そこにデータを読み込んでいく必要があります。
また、このデータが文字列なのであれば、その後端には'\0'を入れておく必要があります