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
如果你有c++ 17，那么添加这个头文件
#include <algorithm>
使用这个模板函数交换字节:
template <typename T>
void swapEndian(T& buffer)
{
static_assert(std::is_pod<T>::value, "swapEndian support POD type only");
char* startIndex = static_cast<char*>((void*)buffer.data());
char* endIndex = startIndex + sizeof(buffer);
std::reverse(startIndex, endIndex);
}
这样称呼它:
swapEndian (stlContainer);
其他回答
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);
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。
在模板函数中围绕枢轴使用老式的3-step-xor技巧进行字节交换，提供了一个灵活、快速的O(ln2)解决方案，不需要库，这里的风格也拒绝1字节类型:
template<typename T>void swap(T &t){
for(uint8_t pivot = 0; pivot < sizeof(t)/2; pivot ++){
*((uint8_t *)&t + pivot) ^= *((uint8_t *)&t+sizeof(t)-1- pivot);
*((uint8_t *)&t+sizeof(t)-1- pivot) ^= *((uint8_t *)&t + pivot);
*((uint8_t *)&t + pivot) ^= *((uint8_t *)&t+sizeof(t)-1- pivot);
}
}
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。
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。
