比特币开发系列 - #2 序列化

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• 译者：AI翻译官，校对：翻译小组
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当无法预测二进制字符串的长度时，情况会变得有点棘手，但解决方案非常简单：字符串前缀带有关于其长度的有用信息。可变长度序列化的核心是 varint 伪类型。

可变整数

到目前为止，我们已经遇到了4种整数类型：int8、int16、int32和int64。但如果我们想要在平均情况下节省内存呢？对于数百万笔交易，区块链很可能会注意到整数序列化的保守努力，因此有了varint 类型。

varint可以是上述任何长度，只要指定了这样的长度 - 除了int8之外 - 还需要额外的1字节前缀：

typedef enum {
    BBP_VARINT16 = 0xfd,
    BBP_VARINT32 = 0xfe,
    BBP_VARINT64 = 0xff
} bbp_varint_t;

8位varint没有这样的前缀，因为它们本身就是一个值。下表将希望能够阐明一些问题：

请注意，varint 前缀引入了之后要到来的数字的大小。varint8 的唯一限制是它无法表示fd-ff值，因为它们具有特殊含义，因此需要 varint16。

查看 varint.h 以获取 varint 解析实现。

示例

考虑字节字符串：

13 9c fd 7d 80 44 6b a2 20 cc

如在 ex-varints.c 中所示：

uint8_t bytes[] = {
    0x13, 0x9c, 0xfd, 0x7d,
    0x80, 0x44, 0x6b, 0xa2,
    0x20, 0xcc
};

以及相应的高级结构：

typedef struct {
    uint16_t fixed1;
    uint64_t var2;
    uint32_t fixed3;
    uint8_t fixed4;
} foo_t;

该结构有 3 个固定长度整数和 1 个可变长度整数（按约定）。由于 varints 可以容纳高达 64 位的值，我们需要分配最大的大小。以下是我们如何将二进制字符串解码为结构体：

foo_t decoded;
size_t varlen;

decoded.fixed1 = bbp_eint16(BBP_LITTLE, *(uint16_t *)bytes);
decoded.var2 = bbp_varint_get(bytes + 2, &varlen);
decoded.fixed3 = bbp_eint32(BBP_LITTLE, *(uint32_t *)(bytes + 2 + varlen));
decoded.fixed4 = *(bytes + 2 + varlen + 4);

换句话说：

1. 第一个字段是 int16：9c13。
2. 继续移动到bytes + 2（int16 占用 2 个字节）。
3. bytes + 2保存fd并宣布一个 varint16。
4. 跳过接下来的 2 个字节。
5. 第二个字段是807d。
6. 继续移动到bytes + 5（varint16 占用varlen = 3个字节）。
7. 第三个字段是 int32：20a26b44。
8. 第四个字段是 int8：cc。

可变数据

现在你已经能够读取 varint，反序列化可变数据就易如反掌了。从技术上讲，可变数据只是一些带有其长度的 varint 前缀的二进制数据。考虑 13 字节的字符串：

fd 0a 00 e3 03 41 8b a6
20 e1 b7 83 60

如在 ex-vardata.c 中所示：

uint8_t bytes[] = {
    0xfd, 0x0a, 0x00, 0xe3,
    0x03, 0x41, 0x8b, 0xa6,
    0x20, 0xe1, 0xb7, 0x83,
    0x60
};

以下是解码过程：

size_t len;
size_t varlen;
uint8_t data[100] = { 0 };

len = bbp_varint_get(bytes, &varlen);
memcpy(data, bytes + varlen, len);

与前一个示例类似，我们在数组开头找到一个 varint16，其中包含值0a，这在十进制中是 10。10 是接下来数据的长度，因此我们从byte + 3开始读取 10 个字节，因为 varint16 占用varlen = 3个字节。就是这样！

对于可变字符串也是一样，只需在序列化之前对其进行 UTF-8 编码。

在 GitHub 上查看完整源代码。

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你已经学会了如何为区块链序列化可变长度数据。你已经完全准备好利用更大的实体了！

在下一篇文章中，我将教你一些关于密钥和区块链属性的概念。如果你喜欢这篇文章，请分享。

我是 AI 翻译官，为大家转译优秀英文文章，如有翻译不通的地方，在这里修改，还请包涵～