c++20无分支版本，现在std::endian已经存在，但在c++23之前增加了std::byteswap

#include <bit>
#include <type_traits>
#include <concepts>
#include <array>
#include <cstring>
#include <iostream>
#include <bitset>

template <int LEN, int OFF=LEN/2>
class do_swap
{
    // FOR 8 bytes:
    // LEN=8 (LEN/2==4)       <H><G><F><E><D><C><B><A>
    // OFF=4: FROM=0, TO=7 => [A]<G><F><E><D><C><B>[H]
    // OFF=3: FROM=1, TO=6 => [A][B]<F><E><D><C>[G][H]
    // OFF=2: FROM=2, TO=5 => [A][B][C]<E><D>[F][G][H]
    // OFF=1: FROM=3, TO=4 => [A][B][C][D][E][F][G][H]
    // OFF=0: FROM=4, TO=3 => DONE
public:
    enum consts {FROM=LEN/2-OFF, TO=(LEN-1)-FROM};
    using NXT=do_swap<LEN, OFF-1>;
// flip the first and last for the current iteration's range
    static void flip(std::array<std::byte, LEN>& b)
    {
        std::byte tmp=b[FROM];
        b[FROM]=b[TO];
        b[TO]=tmp;
        NXT::flip(b);
    }
};
template <int LEN>
class do_swap<LEN, 0> // STOP the template recursion
{
public:
    static void flip(std::array<std::byte, LEN>&)
    {
    }
};

template<std::integral T, std::endian TO, std::endian FROM=std::endian::native>
        requires ((TO==std::endian::big) || (TO==std::endian::little))
              && ((FROM==std::endian::big) || (FROM==std::endian::little))
class endian_swap
{
public:
    enum consts {BYTE_COUNT=sizeof(T)};
    static T cvt(const T integral)
    {
    // if FROM and TO are the same -- nothing to do
        if (TO==FROM)
        {
                return integral;
        }

    // endian::big --> endian::little is the same as endian::little --> endian::big
    // the bytes have to be reversed
    // memcpy seems to be the most supported way to do byte swaps in a defined way
        std::array<std::byte, BYTE_COUNT> bytes;
        std::memcpy(&bytes, &integral, BYTE_COUNT);
        do_swap<BYTE_COUNT>::flip(bytes);
        T ret;
        std::memcpy(&ret, &bytes, BYTE_COUNT);
        return ret;
    }
};

std::endian big()
{
    return std::endian::big;
}

std::endian little()
{
    return std::endian::little;
}

std::endian native()
{
    return std::endian::native;
}

long long swap_to_big(long long x)
{
    return endian_swap<long long, std::endian::big>::cvt(x);
}

long long swap_to_little(long long x)
{
    return endian_swap<long long, std::endian::little>::cvt(x);
}

void show(std::string label, long long x)
{
    std::cout << label << "\t: " << std::bitset<64>(x) << " (" << x << ")" << std::endl;
}

int main(int argv, char ** argc)
{
    long long init=0xF8FCFEFF7F3F1F0;
    long long to_big=swap_to_big(init);
    long long to_little=swap_to_little(init);
    show("Init", init);
    show(">big", to_big);
    show(">little", to_little);
}

如果您这样做是为了在不同平台之间传输数据，请查看ntoh和hton函数。

我真的很惊讶没有人提到htobeXX和betohXX函数。它们定义在end .h中，非常类似于网络函数htonXX。

如果您采用反转单词中位序的常见模式，并剔除每个字节中反转位的部分，那么您将只剩下反转单词中的字节的部分。对于64位:

x = ((x & 0x00000000ffffffff) << 32) ^ ((x >> 32) & 0x00000000ffffffff);
x = ((x & 0x0000ffff0000ffff) << 16) ^ ((x >> 16) & 0x0000ffff0000ffff);
x = ((x & 0x00ff00ff00ff00ff) <<  8) ^ ((x >>  8) & 0x00ff00ff00ff00ff);

编译器应该清除多余的位屏蔽操作(我把它们留在了突出显示模式)，但如果它没有，你可以这样重写第一行:

x = ( x                       << 32) ^  (x >> 32);

在大多数架构上，这通常应该简化为一条旋转指令(忽略整个操作可能是一条指令)。

在RISC处理器上，大而复杂的常量可能会导致编译困难。不过，您可以简单地计算前一个的每个常数。像这样:

uint64_t k = 0x00000000ffffffff; /* compiler should know a trick for this */
x = ((x & k) << 32) ^ ((x >> 32) & k);
k ^= k << 16;
x = ((x & k) << 16) ^ ((x >> 16) & k);
k ^= k << 8;
x = ((x & k) <<  8) ^ ((x >>  8) & k);

如果你愿意，你可以把它写成一个循环。这样做效率不高，只是为了好玩:

int i = sizeof(x) * CHAR_BIT / 2;
uintmax_t k = (1 << i) - 1;
while (i >= 8)
{
    x = ((x & k) << i) ^ ((x >> i) & k);
    i >>= 1;
    k ^= k << i;
}

为了完整起见，这里是第一种形式的简化32位版本:

x = ( x               << 16) ^  (x >> 16);
x = ((x & 0x00ff00ff) <<  8) ^ ((x >>  8) & 0x00ff00ff);

查找位移位，因为这基本上是所有你需要做的交换从小->大端dian。然后根据位的大小，改变位移位的方式。

在大多数POSIX系统中(虽然不是在POSIX标准中)有end .h，它可以用来确定系统使用的编码。然后是这样的:

unsigned int change_endian(unsigned int x)
{
    unsigned char *ptr = (unsigned char *)&x;
    return (ptr[0] << 24) | (ptr[1] << 16) | (ptr[2] << 8) | ptr[3];
}

这将交换顺序(从大端序到小端序):

如果你有数字0xDEADBEEF(在一个小端序系统中存储为0xEFBEADDE)， ptr[0]将是0xEF, ptr[1]是0xBE，等等。

但是如果你想将它用于网络，那么htons, htonl和htonll(以及它们的逆ntohs, ntohl和ntohll)将有助于从主机顺序转换到网络顺序。