无论是正数还是负数，通过char *缓冲区读取int的行为都不同

背景：我想知道如果我们通过char *缓冲区将二进制数据反序列化。

假设：作为最小示例，我们将在这里考虑：

• 我只有一个int通过char*缓冲区序列化。
• 我想int从缓冲区取回原件。
• sizeof(int) == 4 在目标系统/平台上。
• 目标系统/平台的字节序为little-endian。

注意：这纯粹出于一般兴趣，因此我不想使用任何类似的方法，std::memcpy因为我们不会看到遇到的奇怪行为。

测试：我建立了以下测试用例：

#include <iostream>
#include <bitset>

int main()
{
    // Create neg_num and neg_num_bytes then display them
    int neg_num(-5000);
    char * neg_num_bytes = reinterpret_cast<char*>(&neg_num);
    display(neg_num, neg_num_bytes);

    std::cout << '\n';

    // Create pos_num and pos_num_bytes then display them
    int pos_num(5000);
    char * pos_num_bytes = reinterpret_cast<char*>(&pos_num);
    display(pos_num, pos_num_bytes);

    std::cout << '\n';

    // Get neg_num back from neg_num_bytes through bitmask operations
    int neg_num_back = 0;
    for(std::size_t i = 0; i < sizeof neg_num; ++i)
        neg_num_back |= static_cast<int>(neg_num_bytes[i]) << CHAR_BIT*i; // For little-endian

    // Get pos_num back from pos_num_bytes through bitmask operations
    int pos_num_back = 0;
    for(std::size_t i = 0; i < sizeof pos_num; ++i)
        pos_num_back |= static_cast<int>(pos_num_bytes[i]) << CHAR_BIT*i; // For little-endian

    std::cout << "Reconstructed neg_num: " << neg_num_back << ": " << std::bitset<CHAR_BIT*sizeof neg_num_back>(neg_num_back);
    std::cout << "\nReconstructed pos_num: " << pos_num_back << ":  " << std::bitset<CHAR_BIT*sizeof pos_num_back>(pos_num_back) << std::endl;

    return 0;
}

其中display()定义为：

// Warning: num_bytes must have a size of sizeof(int)
void display(int num, char * num_bytes)
{
    std::cout << num << " (from int)  : " << std::bitset<CHAR_BIT*sizeof num>(num) << '\n';
    std::cout << num << " (from char*): ";
    for(std::size_t i = 0; i < sizeof num; ++i)
        std::cout << std::bitset<CHAR_BIT>(num_bytes[sizeof num -1 -i]); // For little-endian
    std::cout << std::endl;
}

我得到的输出是：

-5000 (from int)  : 11111111111111111110110001111000
-5000 (from char*): 11111111111111111110110001111000

5000 (from int)  : 00000000000000000001001110001000
5000 (from char*): 00000000000000000001001110001000

Reconstructed neg_num: -5000: 11111111111111111110110001111000
Reconstructed pos_num: -120:  11111111111111111111111110001000

我知道测试用例代码很难阅读。简要说明一下：

• 我创建一个int。
• 我创建了一个char*指向先前创建的第一个字节的数组int（以模拟我int在char*缓冲区中存储了实数）。因此，其大小为4。
• 我显示int和及其二进制表示形式
• 我显示缓冲区中int存储的每个字节的和并char*进行比较，以比较它们是否相同（由于字节顺序的原因，顺序相反）。
• 尝试int从缓冲区取回原件。
• 我显示重建的int及其二进制表示形式。

我对负值和正值都执行了此过程。这就是为什么代码的可读性差（对此感到抱歉）。

如我们所见，负值可以成功重构，但对正值无效（我期望5000并且得到了-120）。

我已经用其他几个负值和正值进行了测试，结论仍然是相同的，它在负数下可以正常工作，但在正数下不能工作。

问题：我很难理解为什么将4连chars成一个int通过按位移位时为什么char正数的值与负值保持不变而改变呢？

当我们查看二进制表示形式时，我们可以看到重构的数字不是由char我串联的s组成。

与有关static_cast<int>吗？如果我删除它，则积分提升规则将隐式应用它。但是我需要完成此操作，因为我需要将其转换为int，以免丢失转换的结果。
如果这是问题的核心，如何解决？

另外：有没有比逐位移位更好的方法来取回值？不依赖于系统/平台的字节序的东西。

也许这应该是另一个单独的问题。