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
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);
其他回答
摘自Rob Pike的《字节顺序谬误》:
假设数据流有一个小端编码的32位整数。下面是如何提取它(假设无符号字节):
i = (data[0]<<0) | (data[1]<<8) | (data[2]<<16) | ((unsigned)data[3]<<24);
如果它是big-endian，下面是如何提取它:
i = (data[3]<<0) | (data[2]<<8) | (data[1]<<16) | ((unsigned)data[0]<<24);
TL;DR:不要担心你的平台原生顺序，重要的是你从中读取的流的字节顺序，你最好希望它是定义良好的。
注1:这里int和unsigned int是32位，否则类型可能需要调整。
注2:最后一个字节必须在移位前显式转换为unsigned，因为默认情况下它被提升为int，移位24位意味着操作符号位，这是未定义行为。
似乎安全的方法是在每个单词上使用“顿音”。所以，如果你有。
std::vector<uint16_t> storage(n); // where n is the number to be converted
// the following would do the trick
std::transform(word_storage.cbegin(), word_storage.cend()
, word_storage.begin(), [](const uint16_t input)->uint16_t {
return htons(input); });
如果您是在一个大端系统上，那么上面的代码将是一个无操作，因此我将查找您的平台使用的任何编译时条件，以确定htons是否是一个无操作。毕竟是O(n)在Mac上，它会是这样的……
#if (__DARWIN_BYTE_ORDER != __DARWIN_BIG_ENDIAN)
std::transform(word_storage.cbegin(), word_storage.cend()
, word_storage.begin(), [](const uint16_t input)->uint16_t {
return htons(input); });
#endif
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。
简单地说:
#include <climits>
template <typename T>
T swap_endian(T u)
{
static_assert (CHAR_BIT == 8, "CHAR_BIT != 8");
union
{
T u;
unsigned char u8[sizeof(T)];
} source, dest;
source.u = u;
for (size_t k = 0; k < sizeof(T); k++)
dest.u8[k] = source.u8[sizeof(T) - k - 1];
return dest.u;
}
用法:swap_endian < uint32_t >(42)。
void writeLittleEndianToBigEndian(void* ptrLittleEndian, void* ptrBigEndian , size_t bufLen )
{
char *pchLittleEndian = (char*)ptrLittleEndian;
char *pchBigEndian = (char*)ptrBigEndian;
for ( size_t i = 0 ; i < bufLen ; i++ )
pchBigEndian[bufLen-1-i] = pchLittleEndian[i];
}
std::uint32_t row = 0x12345678;
char buf[4];
writeLittleEndianToBigEndian( &row, &buf, sizeof(row) );
