C++读取16bit 48kHz单声道PCM文件偶现采样值错误如何解决？

问题根因 #

1. short数组索引逻辑错误
   你循环中使用的i是字节数组的下标，步长为2，对应第n个采样时，n = i / 2，但你直接将i作为shortValue的下标赋值，导致shortValue数组只有偶数下标位置存储了正确的采样值，所有奇数下标位置都是未初始化的垃圾值，这正好对应你遇到的「仅个别采样异常、异常采样后下一个采样恢复正常」的现象。你提到的错误采样编号276467为奇数，完全符合该错误的特征。
2. 存在有符号char的符号扩展风险
   绝大多数C++编译器默认char为有符号类型，当存储高8位的bytes[i+1]最高位为1时，执行位运算前会先做符号扩展为int类型，最终会导致拼接出来的采样值错误。

修复方案 #

1. 修正索引逻辑

将采样值存入shortValue数组时使用正确的下标，同时对字节做无符号转换避免符号扩展，修正后的转换代码如下：

// 注意shortValue数组的长度应为 bytesSize / 2
for(int i = 0; i < bytesSize - 1; i += 2) {
    int sampleIndex = i / 2;
    // 先转uint8_t避免符号扩展
    uint8_t lowByte = static_cast<uint8_t>(bytes[i]);
    uint8_t highByte = static_cast<uint8_t>(bytes[i + 1]);
    shortValue[sampleIndex] = static_cast<short>(lowByte | (highByte << 8));
}

2. 可选优化：浮点数转换兼容最小值范围

16位有符号PCM的取值范围是-32768 ~ 32767，你当前除以32767的逻辑会导致-32768转换后超出[-1, 1]范围，可调整为：

amplitude[i] = static_cast<float>(shortValue[i]) / 32768.0f;

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Saliom