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Go 中 Varint 编码与二进制固定长度读取的本质区别

心靈之曲

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发布时间:2026-01-20 20:41:24

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Go 中 Varint 编码与二进制固定长度读取的本质区别

`binary.varint` 解析的是 protocol buffers 风格的变长整数(varint),而 `binary.read` 按指定字节序直接读取固定长度的原始字节;二者语义完全不同,不可互换使用。

在 Go 标准库中,encoding/binary 包提供了两类截然不同的整数解析机制:

  • binary.Read:用于读取固定长度、确定字节序的整数(如 int64 占 8 字节)。它严格按传入的 ByteOrder(如 binary.LittleEndian)从字节切片或 io.Reader 中连续读取对应字节数,并将其解释为该类型的原始值。
    在你的示例中:

    b := []byte{0x18, 0x2d, 0x44, 0x54, 0xfb, 0x21, 0x09, 0x40}
    binary.Read(buf, binary.LittleEndian, &i1) // 读取全部 8 字节,小端解析

    实际将字节 [0x18, 0x2d, 0x44, 0x54, 0xfb, 0x21, 0x09, 0x40] 按小端顺序拼为 0x400921fb54442d18,即十进制 4614256656552045848 —— 这是标准的 64 位整数还原。

  • binary.Varint:实现的是 Protocol Buffers 的 Varint 编码(非 Go 原生类型序列化),采用变长、LSB 优先、7-bit 数据 + 1-bit continuation flag 的紧凑编码方式。它只消费最少必要字节数(此处首字节 0x18 = 0b00011000),其中低 7 位 0b0011000 = 12,最高位 0 表示结束,因此立即返回 12,完全忽略后续字节。

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  • 若需解析 Protobuf wire format 中的 varint 字段(如 gRPC/protobuf 消息),用 binary.Varint;
  • 若需读取 C 结构体、网络包头、或任何固定宽度二进制格式(如 ELF、PNG header),用 binary.Read 或 binary.*Endian.Uint64() 等显式函数;
  • ❗切勿混用:binary.Varint 不接受字节序参数(无 BigEndian/LittleEndian),也不保证读取固定长度;反之 binary.Read 对 varint 编码字节会错误地读取冗余字节,导致解析失败或数据错位。

? 补充示例:验证 Varint 编码逻辑

// 12 的 varint 编码确实是 0x18(12 = 0b1100 → 7-bit: 0b0001100 + continue=0 → 0b00011000 = 0x18)
fmt.Printf("%x\n", binary.PutUvarint([]byte{}, 12)) // 输出: 18

// 而 256 的 varint 是 0x8002(0b10000000 0b00000010),因为需两字节
buf2 := make([]byte, 10)
n := binary.PutUvarint(buf2, 256)
fmt.Printf("%x\n", buf2[:n]) // 输出: 8002

总结:binary.Varint 和 binary.Read 解决的是两类不同协议层的问题——前者面向高效、自描述的序列化流,后者面向确定布局的二进制接口。理解其设计意图,是正确解析二进制数据的前提。

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