c++ - 使用宏将不带零位的C++反转4个字节的字节顺序

Question

我几乎已经弄清楚了，但是我有一个简单的问题。下面的代码反转2个字节的字节顺序并打印以下内容，但"CDAB"后有12个零。

我不确定如何更改代码，因此它只反转2个字节而没有多余的零。宏超出了我的范围...它与int类型的大小有关吗？

电流输出:

Your Computer uses Little-Endian
Before: ABCD
After : CDAB000000000000

我当前的代码:

// Writing Data to A file.

#include <iostream>
#include <math.h>
using namespace std;

//The below code is used to reverse byte/Endian order.
#define REVERSE_BYTES(...) do for(size_t REVERSE_BYTES=0; REVERSE_BYTES<sizeof(__VA_ARGS__)>>1; ++REVERSE_BYTES)\
    ((unsigned char*)&(__VA_ARGS__))[REVERSE_BYTES] ^= ((unsigned char*)&(__VA_ARGS__))[sizeof(__VA_ARGS__)-1-REVERSE_BYTES],\
    ((unsigned char*)&(__VA_ARGS__))[sizeof(__VA_ARGS__)-1-REVERSE_BYTES] ^= ((unsigned char*)&(__VA_ARGS__))[REVERSE_BYTES],\
    ((unsigned char*)&(__VA_ARGS__))[REVERSE_BYTES] ^= ((unsigned char*)&(__VA_ARGS__))[sizeof(__VA_ARGS__)-1-REVERSE_BYTES];\
while(0)


// Check for Endianess
int Endianess(int y)
{

    int num = 1;
    if (static_cast<unsigned char>(num) == 1)
    {
        y = 1; // Little Endian
    }
    else
    {
        y = 0; // Big Endian

    }
    return y;
}

int Reverse_Endian(unsigned long long Reverse_Byte_Order)
{
    //unsigned long long x = 0xABCDEF0123456789;
      unsigned long long x = 0xABCD;

    printf("\nBefore: %llX\n", x);
    REVERSE_BYTES(x);
    printf("After : %llX\n", x);

    return x;
}



int main()
{
    int x = 0;
    x = Endianess(x);
    if (x == 0)
    {
        cout << "Your Computer uses Big-Endian";
    }
    else
    {
        cout << "Your Computer uses Little-Endian ";
    }
    Reverse_Endian(x);
    return 0;
 }

Answer 1

尽管您将0xABCD分配给x，但这不会使x成为两个字节的整数。整数的大小取决于其类型unsigned long long(通常为64位/ 8字节)。

因此，尽管分配后x的数值为0xABCD，但仍由8个字节的内存表示(可视化为0x000000000000ABCD)。

出于技术原因，printf需要知道变量的类型/大小，但仍然仅输出数值(仅根据要求添加前导零)。 printf本身不会“十六进制转储”任意变量。

预处理器宏仅执行文本替换。手动执行此替换可以帮助您了解发生了什么。从原始的开始:

#define REVERSE_BYTES(...) do for(size_t REVERSE_BYTES=0; REVERSE_BYTES<sizeof(__VA_ARGS__)>>1; ++REVERSE_BYTES)\
    ((unsigned char*)&(__VA_ARGS__))[REVERSE_BYTES] ^= ((unsigned char*)&(__VA_ARGS__))[sizeof(__VA_ARGS__)-1-REVERSE_BYTES],\
    ((unsigned char*)&(__VA_ARGS__))[sizeof(__VA_ARGS__)-1-REVERSE_BYTES] ^= ((unsigned char*)&(__VA_ARGS__))[REVERSE_BYTES],\
    ((unsigned char*)&(__VA_ARGS__))[REVERSE_BYTES] ^= ((unsigned char*)&(__VA_ARGS__))[sizeof(__VA_ARGS__)-1-REVERSE_BYTES];\
while(0);

您的 REVERSE_BYTES(x);语句已使用宏替换。 __VA_ARGS__替换为宏参数:

do for(size_t REVERSE_BYTES=0; REVERSE_BYTES<sizeof(x)>>1; ++REVERSE_BYTES)
    ((unsigned char*)&(x))[REVERSE_BYTES] ^= ((unsigned char*)&(x))[sizeof(x)-1-REVERSE_BYTES],
    ((unsigned char*)&(x))[sizeof(x)-1-REVERSE_BYTES] ^= ((unsigned char*)&(x))[REVERSE_BYTES],
    ((unsigned char*)&(x))[REVERSE_BYTES] ^= ((unsigned char*)&(x))[sizeof(x)-1-REVERSE_BYTES];
while(0);

因为 x是 unsigned long long，所以我们假设它在您的计算机上为8个字节。 sizeof(x)应该等于8。

do for(size_t REVERSE_BYTES=0; REVERSE_BYTES < 4; ++REVERSE_BYTES)
    ((unsigned char*)&(x))[REVERSE_BYTES] ^= ((unsigned char*)&(x))[7-REVERSE_BYTES],
    ((unsigned char*)&(x))[7-REVERSE_BYTES] ^= ((unsigned char*)&(x))[REVERSE_BYTES],
    ((unsigned char*)&(x))[REVERSE_BYTES] ^= ((unsigned char*)&(x))[7-REVERSE_BYTES];
while(0);

for语句包装在一个冗余的do-while循环中，并且仅包含一个语句。更改这些宏特性，使其适合您的代码样式:

for(size_t i=0; i<4; ++i) {
    ((unsigned char*)&(x))[i] ^= ((unsigned char*)&(x))[7-i];
    ((unsigned char*)&(x))[7-i] ^= ((unsigned char*)&(x))[i];
    ((unsigned char*)&(x))[i] ^= ((unsigned char*)&(x))[7-i];
}

该宏使用 XOR swap algorithm交换字节(从第一个+最后一个开始，向中间移动)。我们可以使用一个临时变量将其重写以执行相同的操作，但是可以提高可读性:

for(size_t i=0; i<4; ++i) {
    unsigned char tmp = ((unsigned char*)&(x))[7-i];
    ((unsigned char*)&(x))[7-i] = ((unsigned char*)&(x))[i];
    ((unsigned char*)&(x))[i] = tmp;
}

希望这可以更好地演示宏实际上在做什么。如我们所见，4和7正在控制交换的字节数。这些是从 sizeof(x)派生的。因此，如果我们想交换更少的字节，我们只需要减小 sizeof(x)即可。

将 unsigned long long x = 0xABCD更改为 unsigned short x = 0xABCD将成为 sizeof(x) == 2。即使您不更改宏，这也将导致仅交换两个字节。您还可以使用强制转换或修改宏以接受自定义大小来实现相同目的。