c++ - 在 Big Endian 和 Little Endian 机器中解释 32 位整数的混淆

Question

我正在将代码从 Big Endian Machine 重写到 Little Endian 机器。

假设有一个名为a 的变量，它是一个 32 位整数，用于保存当前时间戳(用户请求的当前时间戳)。

在大端机中，现在的代码是这样的:

uint32 a = current_timestamp_of_user_request;
uint8 arr[3] = {0};
arr[0] = ((a >> (8 * 2)) & 0x000000FF); 
arr[1] = ((a >> (8 * 1)) & 0x000000FF);
arr[2] = ((a >> (8 * 0)) & 0x000000FF);

现在，当我为小端机编写相同的逻辑时，我可以使用相同的代码(方法 a)，还是应该以这种方式转换代码(我们称此方法为 b)？

uint32 a = current_timestamp_of_user_request;
uint32 b = htonl(a);
uint8 arr[3] = {0};
arr[0] = ((b >> (8 * 2)) & 0x000000FF); 
arr[1] = ((b >> (8 * 1)) & 0x000000FF);
arr[2] = ((b >> (8 * 0)) & 0x000000FF);

我写这个程序是为了验证:

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>


void main() {
    long int a = 3265973637;
    long int b = 0;
    int arr[3] = {0,0,0};

    arr[0] = ((a >> (8 * 2)) & 0x000000FF); 
    arr[1] = ((a >> (8 * 1)) & 0x000000FF);
    arr[2] = ((a >> (8 * 0)) & 0x000000FF);

    printf("arr[0] = %d\t arr[1] = %d\t arr[2] = %d\n", arr[0], arr[1],   arr[2]);

    b = htonl(a);

    arr[0] = ((b >> (8 * 2)) & 0x000000FF); 
    arr[1] = ((b >> (8 * 1)) & 0x000000FF);
    arr[2] = ((b >> (8 * 0)) & 0x000000FF);

    printf("After htonl:\n");
    printf("arr[0] = %d\t arr[1] = %d\t arr[2] = %d\n", arr[0], arr[1],   arr[2]);

}

结果:

Result with little endian machine:

bgl-srtg-lnx11: /scratch/nnandiga/test>./x86
arr[0] = 170     arr[1] = 205    arr[2] = 133
After htonl:
arr[0] = 205     arr[1] = 170    arr[2] = 194

Result with big endian machine:
arr[0] = 170     arr[1] = 205    arr[2] = 133
After htonl:
arr[0] = 170     arr[1] = 205    arr[2] = 133

看起来没有转换为大端顺序，相同的逻辑(没有 htonl())在填充数组 arr 时给出了准确的结果。现在，如果我希望数组在小端和大端机器中相同(小端结果应该与大端结果完全相同)，你能回答我是否应该使用 htonl() 吗？ .

Answer 1

您最初编写的代码将在大端和小端机器上执行您想要的操作。

如果a的值是0x00123456，那么0x12进入arr[0]， 0x34 进入 arr[1]，0x56 进入 arr[2]。无论机器的字节顺序如何，都会发生这种情况。

当您使用 >>> 和 & 运算符时，它们对相关表达式的 value 进行运算，而不是 该值的表示。

当您调用 htonl 时，您会更改值以匹配特定的表示形式。所以在小端机器上 htonl(0x00123456) 将产生值 0x56341200。然后，当您对该值进行操作时，您会得到不同的结果。

当以字节形式读取或写入使用多个字节的数字表示形式时，字节序很重要，即写入磁盘、通过网络或写入/写入字节缓冲区。

例如，如果您这样做:

uint32_t a = 0x12345678;
...
write(fd, &a, sizeof(a));

然后将 a 组成的四个字节一次一个地写入文件描述符(无论是文件还是套接字)。大端机器将按 0x12、0x34、0x56、0x78 的顺序写入，而小端机器将写入0x78、0x56、0x34、0x12。

如果您希望以一致的顺序写入字节，那么您应该先调用 a = htonl(a)，然后再调用 write。然后字节将始终写入0x12、0x34、0x56、0x78。

因为您的代码对值而不是值的各个字节进行操作，所以您无需担心字节顺序。