C/C++字节序的深入理解

Isoke ·

更新时间:2024-09-20

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字节序

大端序

小端序

主机字节序和网络字节序

大端序和小端序的互转

字节序

最近在看 redis 的内存编码，里面涉及到字节序相关的内容。这里就当复习一下，做个简单的回顾。

数据存储在内存中，是以字节为单位的，如果是单字节数据（如char、unsigned char、int8）就不会有字节序的问题。但是多字节数据（如 int、float、double）就要考虑字节序的问题了。字节序共分为两种：大端序和小端序。

大端序

数据的高位字节存储在地址的低端；低位字节存储在地址的高端。如图所示，值为 0x12345678 的四字节整数在大端序的主机上的内存排布。

小端序

数据的高位字节存储在地址的高端；低位字节存储在地址的低端。如图所示，值为 0x12345678 的四字节整数在小端序的主机上的内存排布。

主机字节序和网络字节序

除了主机字节序，还有网络字节序。主机字节序由CPU决定，Intel Core 经测试都是小端字节序。而网络字节序采用的是大端序。测试字节序可以通过一段 C 的源码搞定。

#include <stdio.h>
int main(int argc, char *argv[]) {
    int i;
    int x = 0x12345678;
    for (i = 0; i < sizeof(int); ++i) {
        unsigned char *p = ((unsigned char *)(&x)) + i;
        unsigned char v = *p;
        printf("%p 0x%d%d\n", p, v>>4, v & 0xf );
    }
    return 0;
}

取得整数 x 的首地址转换成 unsigned char* 指针后再向前偏移 i 个单位，分别得到这 sizeof(int) 个字节的地址，然后用 * 取得每个地址上的值，通过位运算转换成 16进制输出。
Linux 系统可以通过指令获取 CPU 的类型：

cat /proc/cpuinfo | grep name | cut -f2 -d: | uniq -c
4  Intel(R) Core(TM) i3-2120 CPU @ 3.30GHz

大端序和小端序的互转

大端序和小端序的互相转换，其实就是内存翻转，在知道一个整数或者一个指针的字节数的时候，就是做一个镜像的交换。这里以 64位整型为例：

void memrev64(void *p) {
    unsigned char *x = p, t;
    t = x[0];
    x[0] = x[7];
    x[7] = t;
    t = x[1];
    x[1] = x[6];
    x[6] = t;
    t = x[2];
    x[2] = x[5];
    x[5] = t;
    t = x[3];
    x[3] = x[4];
    x[4] = t;
}
uint64_t intrev64(uint64_t v) {
    memrev64(&v);
    return v;
}

64位整数的字节数为8，所以在字节序进行转换的时候：
  第0个字节和第7个字节交换；
  第1个字节和第6个字节交换；
  第2个字节和第5个字节交换；
第3个字节和第4个字节交换；
对于 32位整数、16位整数的情况，就更加简单了，不再累述。

到此这篇关于C/C++字节序的深入理解的文章就介绍到这了,更多相关C语言字节序内容请搜索软件开发网以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持软件开发网！

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