深入剖析大端和小端：从概念到多字节与单字节多部分的大小端转换

2023-12-26 18:12:07

大端与小端概念

大端和小端是两种不同的字节序，用于表示多字节数据。字节序是指多字节数据在存储器中或在网络上传输时的排列顺序。大端和小端是两种最常见的字节序，它们在计算机体系结构、网络编程和数据存储等领域都有着广泛的应用。

大端：大端字节序将多字节数据的最高有效字节存储在最低地址，而最低有效字节存储在最高地址。
小端：小端字节序将多字节数据的最低有效字节存储在最低地址，而最高有效字节存储在最高地址。

多字节之间的大小端转换

多字节之间的大小端转换是指将一个多字节数据从一种字节序转换为另一种字节序。例如，将一个大端字节序的数据转换为小端字节序的数据，或者将一个小端字节序的数据转换为大端字节序的数据。

有多种方法可以实现多字节之间的大小端转换。一种方法是使用位操作符。另一种方法是使用预定义的函数，例如ntohl()和htonl()函数。

// 将大端字节序的32位整数转换为小端字节序
uint32_t ntohl(uint32_t value) {
  return ((value & 0xff) << 24) | ((value & 0xff00) << 8) | ((value & 0xff0000) >> 8) | ((value & 0xff000000) >> 24);
}

// 将小端字节序的32位整数转换为大端字节序
uint32_t htonl(uint32_t value) {
  return ((value & 0xff) << 24) | ((value & 0xff00) << 8) | ((value & 0xff0000) >> 8) | ((value & 0xff000000) >> 24);
}

单字节多部分的大小端转换

单字节多部分的大小端转换是指将一个单字节多部分数据从一种字节序转换为另一种字节序。例如，将一个大端字节序的IP地址转换为小端字节序的IP地址，或者将一个小端字节序的IP地址转换为大端字节序的IP地址。

有多种方法可以实现单字节多部分的大小端转换。一种方法是使用位操作符。另一种方法是使用预定义的函数，例如inet_addr()和inet_ntoa()函数。

// 将大端字节序的IP地址转换为小端字节序
in_addr_t inet_addr(const char *str) {
  uint32_t value = 0;
  for (int i = 0; i < 4; i++) {
    value |= (str[i] - '0') << (24 - 8 * i);
  }
  return value;
}

// 将小端字节序的IP地址转换为大端字节序
char *inet_ntoa(in_addr_t value) {
  static char str[16];
  snprintf(str, sizeof(str), "%d.%d.%d.%d",
           (value & 0xff000000) >> 24,
           (value & 0x00ff0000) >> 16,
           (value & 0x0000ff00) >> 8,
           value & 0x000000ff);
  return str;
}