从二进制文件读取时将大端转换为小端

Question

我一直在寻找如何将大端转换为小端。但是我没有找到任何可以解决我问题的好方法。似乎有很多方法可以进行这种转换。无论如何，下面的代码在大端系统中工作正常。但是我应该如何编写一个转换函数，以便它也可以在 little-endian 系统上工作呢？

这是一个作业，但它只是一个额外的，因为学校的系统运行大端系统。只是我很好奇，想让它也能在我的家用电脑上运行

#include <iostream>
#include <fstream>

using namespace std;

int main()
{
   ifstream file;

   file.open("file.bin", ios::in | ios::binary);

   if(!file)
      cerr << "Not able to read" << endl;
   else
   {
      cout << "Opened" << endl;

      int i_var;
      double d_var;

      while(!file.eof())
      {
         file.read( reinterpret_cast<char*>(&i_var) , sizeof(int) );
         file.read( reinterpret_cast<char*>(&d_var) , sizeof(double) );
         cout << i_var << " " << d_var << endl;
      }
   }
   return 0;
}

已解决

所以 Big-endian VS Little-endian 只是字节的相反顺序。无论如何，我编写的这个函数似乎符合我的目的。我在这里添加它以防其他人将来需要它。不过，这仅适用于双精度，对于整数，请使用建议的函数 torak，或者您可以通过使其仅交换 4 个字节来修改此代码。

double swap(double d)
{
   double a;
   unsigned char *dst = (unsigned char *)&a;
   unsigned char *src = (unsigned char *)&d;

   dst[0] = src[7];
   dst[1] = src[6];
   dst[2] = src[5];
   dst[3] = src[4];
   dst[4] = src[3];
   dst[5] = src[2];
   dst[6] = src[1];
   dst[7] = src[0];

   return a;
}

Answer 1

您可以为您的字节序交换使用一个模板，该模板将针对数据类型进行泛化：

#include <algorithm>

template <class T>
void endswap(T *objp)
{
  unsigned char *memp = reinterpret_cast<unsigned char*>(objp);
  std::reverse(memp, memp + sizeof(T));
}

那么你的代码最终会看起来像：

file.read( reinterpret_cast<char*>(&i_var) , sizeof(int) );
endswap( &i_var );
file.read( reinterpret_cast<char*>(&d_var) , sizeof(double) );  
endswap( &d_var );
cout << i_var << " " << d_var << endl;  

Answer 2

您可能对ntohl 系列函数感兴趣。这些旨在将数据从网络转换为主机字节顺序。网络字节顺序是大端，因此在大端系统上它们不做任何事情，而在小端系统上编译的相同代码将执行适当的字节交换。

Answer 3

Linux 提供endian.h，它具有高达 64 位的高效端交换例程。它还自动解释系统的字节顺序。 32 位函数的定义如下：

uint32_t htobe32(uint32_t host_32bits);           // host to big-endian encoding
uint32_t htole32(uint32_t host_32bits);           // host to lil-endian encoding
uint32_t be32toh(uint32_t big_endian_32bits);     // big-endian to host encoding
uint32_t le32toh(uint32_t little_endian_32bits);  // lil-endian to host encoding

对于 16 位和 64 位具有类似名称的函数。 所以你就说

 x = le32toh(x);

将 little-endian 编码的 32 位整数转换为主机 CPU 编码。这对于读取 little-endian 数据很有用。

 x = htole32(x);

将从主机编码转换为 32 位 little-endian。这对于编写 little-endian 数据很有用。

注意在BSD系统上，等效的头文件是sys/endian.h

Answer 4

假设您要继续进行下去，保留一些帮助函数的小库文件会很方便。其中 2 个函数应该是 4 字节值和 2 字节值的字节序交换。对于一些可靠的示例（包括代码），请查看this article。

一旦您获得了交换函数，只要您以错误的字节序读取值，就调用相应的交换函数。有时，这里的人们的一个绊脚石是单字节值不需要进行字节序交换，因此，如果您正在读取诸如表示文件中的一串字母的字符流之类的东西，那应该很好。只有当您读取一个值时，这是多个字节（如整数值），您必须交换它们。

Answer 5

很高兴补充一点，MS 在 VS 上也支持此功能，请检查以下内联函数：

• htond
• htonf
• htonl
• htonll
• 吨