字节排序函数

来源：互联网发布：水电安装知乎编辑：程序博客网时间：2024/06/05 04:58

Consider a 16-bit integer that is made up of 2 bytes. There are two ways to store the twobytes in memory: with the low-order byte at the starting address, known as little-endian byteorder, or with the high-order byte at the starting address, known as big-endian byte order

1. 大端字节序（Big Endian)
最高有效位（MSB：Most Significant Bit）存储于最低内存地址处；

最低有效位（LSB：Lowest Significant Bit）存储于最高内存地址处。

2. 小端字节序（Little Endian）
最高有效位（MSB：Most Significant Bit）存储于最高内存地址处；

最低有效位（LSB：Lowest Significant Bit）存储于最低内存地址处。

主机字节序
不同的主机有不同的字节序，如x86为小端字节序，Motorola 6800为大端字节序，ARM字节序是可配置的。

网络字节序
网络字节顺序是TCP/IP中规定好的一种数据表示格式，它与具体的CPU类型、操作系统等无关，从而可以保证数据在不同主机之间传输时能够被正确解释。网络字节顺序采用big endian排序方式。

为使网络程序具有可移植性，使同样的C代码在大端和小端计算机上编译后都能正常运行，可以调用以下库函数做网络字节序和主机字节序的转换。

#include <arpa/inet.h>  uint32_t htonl(uint32_t hostlong);  uint16_t htons(uint16_t hostshort);  uint32_t ntohl(uint32_t netlong);  uint16_t ntohs(uint16_t netshort);

这些函数名很好记:

h表示host
n表示network
l表示32位长整数
s表示16位短整数。

例如htonl表示将32位的长整数从主机字节序转换为网络字节序，例如将IP地址转换后准备发送。如果主机是小端字节序，这些函数将参数做相应的大小端转换然后返回，如果主机是大端字节序，这些函数不做转换，将参数原封不动地返回。

《UNIX网络编程卷1：套接字联网API（第3版）》中检查主机的大端小端程序如下：

#include "unp.h"int main(int argc, char **argv){    union {        short       s;        char        c[sizeof(short)];    } un;    un.s = 0x0102;                                  //短整数变量中存放2个字节的值0x0102    printf("%s: ", CPU_VENDOR_OS);                  //标识CPU类型，厂家和操作系统版本，如:i386-apple-darwin14.5.0    if(sizeof(short) == 2) {        //查看它的两个连续字节c[0],c[1]来确定字节序        if (un.c[0] == 1 && un.c[1] == 2)            printf("big-endian\n");        else if (un.c[0] == 2 && un.c[1] == 1)            printf("litter-endian\n");        else            printf("unknown\n");    } else        printf("sizeof(short) = %lu\n", sizeof(short));    exit(0);}

还有一个更加简明的方式，如下：

#include <stdio.h>#include <arpa/inet.h>int main(void){    unsigned int x = 0x12345678;    unsigned char *p = (unsigned char *) &x;    printf("%x,%x,%x,%x\n", p[0], p[1], p[2], p[3]);    unsigned int y = htonl(x);    p = (unsigned char *)&y;    printf("%x,%x,%x,%x\n", p[0], p[1], p[2], p[3]);    return 0;}

输出：

78 56 34 12  12 34 56 78

即本主机是小端字节序，而经过htonl转换后为网络字节序，即大端。

参考：

1.《UNIX网络编程卷1：套接字联网API（第3版）》

2. UNIX网络编程——socket概述和字节序、地址转换函数

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