现在的位置: 首页 > 综合 > 正文

字节顺序

2013年10月11日 ⁄ 综合 ⁄ 共 2511字 ⁄ 字号 评论关闭
今天碰一个关于字节顺序的问题,虽然看起来很简单,但一直都没怎么完全明白这个东西,索性就找了下资料,把它弄清楚.

   
因为现行的计算机都是以八位一个字节为存储单位,那么一个16位的整数,也就是C语言中的short,在内存中可能有两种存储顺序big-endian和
litte-endian.考虑一个short整数0x3132(0x32是低位,0x31是高位),把它赋值给一个short变量,那么它在内存中的存
储可能有如下两种情况:
大端字节(Big-endian):
----------------->>>>>>>>内存地址增大方向
short变量地址
       0x1000                  0x1001
_____________________________
|                           |
|         0x31             |       0x32
|________________ | ________________
高位字节在低位字节的前面,也就是高位在内存地址低的一端.可以这样记住(大端->高位->在前->正常的逻辑顺序)
 
小端字节(little-endian):
----------------->>>>>>>>内存地址增大方向
short变量地址
       0x1000                  0x1001
_____________________________
|                           |

|         0x32             |       0x31

|________________ | ________________

低位字节在高位字节的前面,也就是低位在内存地址低的一端.可以这样记住(小端->低位->在前->与正常逻辑顺序相反)
 
可以做个实验
在windows上下如下程序
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
 
void main( void )
{
        short test;

        FILE* fp;

        
        test = 0x3132;  //(31ASIIC
码的’1’,32ASIIC码的’2’)
        if ((fp = fopen ("c://test.txt", "wb")) == NULL)
              assert(0);
        fwrite(&test, sizeof(short), 1, fp);
        fclose(fp);
}
   
然后在C盘下打开test.txt文件,可以看见内容是21,而test等于0x3132,可以明显的看出来x86的字节顺序是低位在前.如果我们把这段
同样的代码放到(big-endian)的机器上执行,那么打出来的文件就是12.这在本机中使用是没有问题的.但当你把这个文件从一个big-
endian机器复制到一个little-endian机器上时就出现问题了.
   
如上述例子,我们在big-endian的机器上创建了这个test文件,把其复制到little-endian的机器上再用fread读到一个
short里面,我们得到的就不再是0x3132而是0x3231了,这样读到的数据就是错误的,所以在两个字节顺序不一样的机器上传输数据时需要特别小
心字节顺序,理解了字节顺序在可以帮助我们写出移植行更高的代码.
正因为有字节顺序的差别,所以在网络传输的时候定义了所有字节顺序相关的数据都使用big-endian,BSD的代码中定义了四个宏来处理:
#define ntohs(n)     //网络字节顺序到主机字节顺序 n代表net, h代表host, s代表short
#define htons(n)     //主机字节顺序到网络字节顺序 n代表net, h代表host, s代表short
#define ntohl(n)      //网络字节顺序到主机字节顺序 n代表net, h代表host, s代表 long
#define htonl(n)      //主机字节顺序到网络字节顺序 n代表net, h代表host, s代表 long
 
举例说明下这其中一个宏的实现:
 #define sw16(x) /
    ((
short)( /
        (((
short)(x) & (short)0x00ffU) << 8) | /
        (((
short)(x) & (short)0xff00U) >> 8) ))
这里实现的是一个交换两个字节顺序.其他几个宏类似.

我们改写一下上面的程序
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
#define sw16(x) /
    ((short)( /
        (((short)(x) & (short)0x00ffU) << 8) | /

        (((short)(x) & (short)0xff00U) >> 8) ))
// 因为x86下面是低位在前,需要交换一下变成网络字节顺序
#define htons(x) sw16(x)
 
void main( void )
{
        short test;

        FILE* fp;
        
        test = htons(0x3132); //(31ASIIC
码的’1’,32ASIIC码的’2’)
       
if ((fp = fopen ("c://test.txt", "wb")) == NULL)
              assert(0);
        fwrite(&test, sizeof(short), 1, fp);
        fclose(fp);
}
 
    如果在高字节在前的机器上,由于与网络字节顺序一致,所以我们什么都不干就可以了,只需要把#define htons(x) sw16(x)宏替换为 #define htons(x) (x).
    一开始我在理解这个问题时,总在想为什么其他数据不用交换字节顺序?比如说我们write一块buffer到文件,最后终于想明白了,因为都是unsigned char类型一个字节一个字节的写进去,这个顺序是固定的,不存在字节顺序的问题,够笨啊..

 

抱歉!评论已关闭.