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opl23590
Asked: 2024-09-23 08:34:33 +0800 CST

处理 WAV 结构中的多个字节长度

  • 772

我正在用 C 语言编写 .wav PCM 文件头，但我仍然无法处理的一个部分是文件的每样本位数格式参数。目前，我只添加了对 8 位和 16 位 PCM 的支持（将音频样本数据存储在int16_t*或 中int8_t* byteArray），但如果能够在将数据加载到内存之前读取文件的样本大小就好了，而编写一堆函数来处理每个字节大小（writeToWav8()、writeToWav16()、writeToWav32()）感觉非常幼稚。

我能想到的唯一解决办法是

  1. 使用一个固定的 1 字节整数数组，并找到一种将更大的样本动态“打包”到数组中的方法（例如，将 01000110 放入 0100、0110 中），我之前尝试过但最终陷入困境，因为它一直导致某种精度损失，而我找不到根本原因（另外考虑到我必须为不同的字节大小编写不同的处理程序）
  2. 限制程序只能读取/写入 8、16 和 32 位 PCM，这感觉有点像逃避。

有没有办法更彻底地处理这个问题？

该结构现在如下所示：

typedef struct RiffHeader {
    // basic formatting info for the file, not relevant
} RIFF_CHUNK;

typedef struct FmtHeader {
    uint32_t Subchunk1ID;
    // all of these determine how to read the audio
    uint32_t Subchunk1Size;
    uint16_t AudioFormat;
    uint16_t NumChannels;
    uint32_t SampleRate;
    uint32_t ByteRate;
    uint16_t BlockAlign;
    uint16_t BitsPerSample; // bits per sample, determines how large each bit is in the data array
} FMT_CHUNK;

typedef struct DataChunk8 {
    uint32_t Subchunk2ID;
    uint32_t Subchunk2Size;
    int8_t *byteArray; // pointer to start of data
    // data size is equal to subchunk2size
} DATA_CHUNK_8;

typedef struct DataChunk16 {
    uint32_t Subchunk2ID;
    uint32_t Subchunk2Size;
    int16_t *byteArray; // pointer to start of data
    // data size is equal to subchunk2size

} DATA_CHUNK_16;

typedef struct WaveFile8 {
    RIFF_CHUNK RIFF;
    FMT_CHUNK  FMT;
    DATA_CHUNK_8 DATA;
} WAV_FILE_8;

typedef struct WaveFile_16 {
    RIFF_CHUNK RIFF;
    FMT_CHUNK  FMT;
    DATA_CHUNK_16 DATA;
} WAV_FILE_16;

接下来是一些辅助函数，用于输入和/或输出WAV_FILE_8*或WAV_FILE_16*

*另外，我对文件读取有点困惑，因为我目前正在使用两个功能：

WAV_FILE_8* readFromFile8(const char* path)
WAV_FILE_16* readFromFile16(const char* path)

它们旨在完成您所期望的操作，但我不确定在读取未知文件时如何确定并决定返回适当大小的 WAV（并使用适当的函数）。

c

1 个回答

  1. Best Answer

    您可以简单地将灵活数组成员用于数据部分。对于剩余部分，您的代码中有很多重复，因此只需将它们放在标记联合中即可

    typedef struct DataChunk {
    uint32_t Subchunk2ID;
    uint32_t Subchunk2Size;
    union {
        int8_t byteArray[];
        int16_t byteArray[];
    };
} DATA_CHUNK;

typedef struct WaveFile {
    RIFF_CHUNK RIFF;
    FMT_CHUNK  FMT;
    DATA_CHUNK DATA;
} WAV_FILE;

    这个特性在进入 C 标准之前就很常见了。例如，在 GCC 中，结构体的末尾有一个长度为零的数组，而在 MSVC 中，不能有长度为零的数组，所以他们改用大小为 1 的数组。我还使用了匿名结构体特性来避免另一个不必要的字段引用

    分配结构时，你需要为整个标头和数据指定足够的内存

    // Allocate memory for the header
WAV_FILE *wav = malloc(sizeof(*wav));

// Read the header
if (fread(wav, sizeof(WAV_FILE), 1, inputfile) == 1) {
    // Resize the struct to make room for the data
    WAV_FILE *newWav = realloc(sizeof(*wav) + wav->DATA.Subchunk2Size);
    if (newWav) {
        wav = newWav;
        // Do something with the data
    }
}

    我不是语言律师，所以我不确定是否允许将灵活数组成员放在联合或嵌套结构中。但如果不允许，则您可以轻松地重新组合结构以将数组移动到最外层结构的末尾，例如像这样

    typedef struct DataChunk {
    uint32_t Subchunk2ID;
    uint32_t Subchunk2Size;
} DATA_CHUNK_HEADER;

typedef struct WaveFile {
    RIFF_CHUNK        RIFF;
    FMT_CHUNK         FMT;
    DATA_CHUNK_HEADER DATA_HEADER;
    union {
        int8_t byteArray[];
        int16_t byteArray[];
    };
} WAV_FILE;

// or

typedef union WaveFile2 {
    struct {
        RIFF_CHUNK        RIFF;
        FMT_CHUNK         FMT;
        DATA_CHUNK_HEADER DATA_HEADER;
        int8_t            byteArray[];
    };
    struct {
        RIFF_CHUNK        RIFF;
        FMT_CHUNK         FMT;
        DATA_CHUNK_HEADER DATA_HEADER;
        int16_t           byteArray[];
    };
} WAV_FILE2;

    或者，您可以完全删除int8_t *byteArray;并仅使用int16_t *byteArray;可以转换为char*或int8_t*当文件为 8 位时不违反别名规则

    当然，你还需要注意字节序，正如尼尔森评论的那样

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