如何在c++中转换大端值和小端值?
为了清晰起见，我必须将二进制数据(双精度浮点值以及32位和64位整数)从一个CPU架构转换到另一个CPU架构。这并不涉及网络，因此ntoh()和类似的函数在这里不能工作。
注意:我接受的答案直接适用于我的目标编译器(这就是我选择它的原因)。然而，这里还有其他非常好的、更方便的答案。
当前回答
大多数平台都有一个系统头文件，提供了有效的byteswap函数。在Linux上是<end .h>。你可以用c++很好地包装它:
#include <iostream>
#include <endian.h>
template<size_t N> struct SizeT {};
#define BYTESWAPS(bits) \
template<class T> inline T htobe(T t, SizeT<bits / 8>) { return htobe ## bits(t); } \
template<class T> inline T htole(T t, SizeT<bits / 8>) { return htole ## bits(t); } \
template<class T> inline T betoh(T t, SizeT<bits / 8>) { return be ## bits ## toh(t); } \
template<class T> inline T letoh(T t, SizeT<bits / 8>) { return le ## bits ## toh(t); }
BYTESWAPS(16)
BYTESWAPS(32)
BYTESWAPS(64)
#undef BYTESWAPS
template<class T> inline T htobe(T t) { return htobe(t, SizeT<sizeof t>()); }
template<class T> inline T htole(T t) { return htole(t, SizeT<sizeof t>()); }
template<class T> inline T betoh(T t) { return betoh(t, SizeT<sizeof t>()); }
template<class T> inline T letoh(T t) { return letoh(t, SizeT<sizeof t>()); }
int main()
{
std::cout << std::hex;
std::cout << htobe(static_cast<unsigned short>(0xfeca)) << '\n';
std::cout << htobe(0xafbeadde) << '\n';
// Use ULL suffix to specify integer constant as unsigned long long
std::cout << htobe(0xfecaefbeafdeedfeULL) << '\n';
}
输出:
cafe
deadbeaf
feeddeafbeefcafe
其他回答
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。
这是我想到的一个通用版本，用于在适当的位置交换值。如果性能存在问题，其他建议会更好。
template<typename T>
void ByteSwap(T * p)
{
for (int i = 0; i < sizeof(T)/2; ++i)
std::swap(((char *)p)[i], ((char *)p)[sizeof(T)-1-i]);
}
免责声明:我还没有尝试编译或测试它。
如果你正在使用Visual c++，请执行以下操作:包含intrin.h并调用以下函数:
对于16位数字:
unsigned short _byteswap_ushort(unsigned short value);
对于32位数字:
unsigned long _byteswap_ulong(unsigned long value);
对于64位数字:
unsigned __int64 _byteswap_uint64(unsigned __int64 value);
8位数字(字符)不需要转换。
此外，这些仅定义为无符号值，它们也适用于有符号整数。
对于浮点数和双精度数，要比普通整数困难得多，因为它们可能在主机的字节顺序中。你可以在大端机器上得到小端浮点数，反之亦然。
其他编译器也有类似的特性。
例如，在GCC中，你可以直接调用一些内置程序，如下所示:
uint32_t __builtin_bswap32 (uint32_t x)
uint64_t __builtin_bswap64 (uint64_t x)
(不需要包含任何东西)。Afaik bits.h也以非gcc为中心的方式声明了相同的函数。
16位交换就是位旋转。
顺便说一句，调用这些内在函数而不是调用自己的内在函数可以获得最好的性能和代码密度。
我从这篇文章中得到了一些建议，并把它们放在一起形成了这个:
#include <boost/type_traits.hpp>
#include <boost/static_assert.hpp>
#include <boost/detail/endian.hpp>
#include <stdexcept>
#include <cstdint>
enum endianness
{
little_endian,
big_endian,
network_endian = big_endian,
#if defined(BOOST_LITTLE_ENDIAN)
host_endian = little_endian
#elif defined(BOOST_BIG_ENDIAN)
host_endian = big_endian
#else
#error "unable to determine system endianness"
#endif
};
namespace detail {
template<typename T, size_t sz>
struct swap_bytes
{
inline T operator()(T val)
{
throw std::out_of_range("data size");
}
};
template<typename T>
struct swap_bytes<T, 1>
{
inline T operator()(T val)
{
return val;
}
};
template<typename T>
struct swap_bytes<T, 2>
{
inline T operator()(T val)
{
return ((((val) >> 8) & 0xff) | (((val) & 0xff) << 8));
}
};
template<typename T>
struct swap_bytes<T, 4>
{
inline T operator()(T val)
{
return ((((val) & 0xff000000) >> 24) |
(((val) & 0x00ff0000) >> 8) |
(((val) & 0x0000ff00) << 8) |
(((val) & 0x000000ff) << 24));
}
};
template<>
struct swap_bytes<float, 4>
{
inline float operator()(float val)
{
uint32_t mem =swap_bytes<uint32_t, sizeof(uint32_t)>()(*(uint32_t*)&val);
return *(float*)&mem;
}
};
template<typename T>
struct swap_bytes<T, 8>
{
inline T operator()(T val)
{
return ((((val) & 0xff00000000000000ull) >> 56) |
(((val) & 0x00ff000000000000ull) >> 40) |
(((val) & 0x0000ff0000000000ull) >> 24) |
(((val) & 0x000000ff00000000ull) >> 8 ) |
(((val) & 0x00000000ff000000ull) << 8 ) |
(((val) & 0x0000000000ff0000ull) << 24) |
(((val) & 0x000000000000ff00ull) << 40) |
(((val) & 0x00000000000000ffull) << 56));
}
};
template<>
struct swap_bytes<double, 8>
{
inline double operator()(double val)
{
uint64_t mem =swap_bytes<uint64_t, sizeof(uint64_t)>()(*(uint64_t*)&val);
return *(double*)&mem;
}
};
template<endianness from, endianness to, class T>
struct do_byte_swap
{
inline T operator()(T value)
{
return swap_bytes<T, sizeof(T)>()(value);
}
};
// specialisations when attempting to swap to the same endianess
template<class T> struct do_byte_swap<little_endian, little_endian, T> { inline T operator()(T value) { return value; } };
template<class T> struct do_byte_swap<big_endian, big_endian, T> { inline T operator()(T value) { return value; } };
} // namespace detail
template<endianness from, endianness to, class T>
inline T byte_swap(T value)
{
// ensure the data is only 1, 2, 4 or 8 bytes
BOOST_STATIC_ASSERT(sizeof(T) == 1 || sizeof(T) == 2 || sizeof(T) == 4 || sizeof(T) == 8);
// ensure we're only swapping arithmetic types
BOOST_STATIC_ASSERT(boost::is_arithmetic<T>::value);
return detail::do_byte_swap<from, to, T>()(value);
}
然后你可以这样使用它:
// swaps val from host-byte-order to network-byte-order
auto swapped = byte_swap<host_endian, network_endian>(val);
反之亦然
// swap a value received from the network into host-byte-order
auto val = byte_swap<network_endian, host_endian>(val_from_network);
大多数平台都有一个系统头文件，提供了有效的byteswap函数。在Linux上是<end .h>。你可以用c++很好地包装它:
#include <iostream>
#include <endian.h>
template<size_t N> struct SizeT {};
#define BYTESWAPS(bits) \
template<class T> inline T htobe(T t, SizeT<bits / 8>) { return htobe ## bits(t); } \
template<class T> inline T htole(T t, SizeT<bits / 8>) { return htole ## bits(t); } \
template<class T> inline T betoh(T t, SizeT<bits / 8>) { return be ## bits ## toh(t); } \
template<class T> inline T letoh(T t, SizeT<bits / 8>) { return le ## bits ## toh(t); }
BYTESWAPS(16)
BYTESWAPS(32)
BYTESWAPS(64)
#undef BYTESWAPS
template<class T> inline T htobe(T t) { return htobe(t, SizeT<sizeof t>()); }
template<class T> inline T htole(T t) { return htole(t, SizeT<sizeof t>()); }
template<class T> inline T betoh(T t) { return betoh(t, SizeT<sizeof t>()); }
template<class T> inline T letoh(T t) { return letoh(t, SizeT<sizeof t>()); }
int main()
{
std::cout << std::hex;
std::cout << htobe(static_cast<unsigned short>(0xfeca)) << '\n';
std::cout << htobe(0xafbeadde) << '\n';
// Use ULL suffix to specify integer constant as unsigned long long
std::cout << htobe(0xfecaefbeafdeedfeULL) << '\n';
}
输出:
cafe
deadbeaf
feeddeafbeefcafe
