c - 无论值大小如何，一次读取一个字节字节顺序是不可知的吗？

Question

假设我正在从流中读取和写入 uint32_t 值。如果我一次从流读取/写入一个字节并像下面的示例那样移动每个字节，无论机器字节顺序如何，结果是否一致？

在此处的示例中，流是内存中称为 p 的缓冲区。

static uint32_t s_read_uint32(uint8_t** p)
{
    uint32_t value;
    value  = (*p)[0];
    value |= (((uint32_t)((*p)[1])) << 8);
    value |= (((uint32_t)((*p)[2])) << 16);
    value |= (((uint32_t)((*p)[3])) << 24);
    *p += 4;
    return value;
}

static void s_write_uint32(uint8_t** p, uint32_t value)
{
    (*p)[0] = value & 0xFF;
    (*p)[1] = (value >> 8 ) & 0xFF;
    (*p)[2] = (value >> 16) & 0xFF;
    (*p)[3] = value >> 24;
    *p += 4;
}

我目前无法访问大端机器来对此进行测试，但我的想法是，如果每个字节一次写入一个，则每个单独的字节都可以独立地写入流或从流中读取。然后 CPU 可以通过将这些细节隐藏在移位操作后面来处理字节顺序。这是真的吗？如果不是，谁能解释一下为什么？

Answer 1

If I read/write one byte at a time to/from a stream and shift each byte like the below examples, will the results be consistent regardless of machine endianness?

是的。你的s_write_uint32()函数按从最低有效到最高有效的顺序存储输入值的字节，而不管它们在该值的 native 表示中的顺序如何。你的s_read_uint32()无论 uint32_t 的底层表示如何，都正确地反转了这个过程.这些工作是因为

• 移位运算符(<<、>>)的行为是根据左操作数的值定义的，而不是其表示
• & 0xff屏蔽掉左操作数的所有位，但不考虑其最低有效字节的位，而不管值的表示形式如何(因为 0xff 具有匹配的表示形式)，并且
• |=操作只是将字节放入结果；这些位置是通过前面的左移适本地选择的。如果 += 这可能会更清楚被改用了，但结果不会有什么不同。

但是请注意，在某种程度上，您是在重新发明轮子。 POSIX 定义了一个函数对 htonl()和 nothl() -- 许多非 POSIX 系统也支持 -- 用于处理四字节数字中的字节顺序问题。这个想法是，发送时，每个人都使用 htonl()从主机字节顺序(无论是什么)转换为网络字节顺序(大端)并发送生成的四字节缓冲区。收到后，每个人都接受四个字节为一个数字，然后使用 ntohl()将网络字节顺序转换为主机字节顺序。