转换字节顺序的问题答案

【问题标题】：Problem converting endianness转换字节顺序的问题
【发布时间】：2011-07-28 18:18:06
【问题描述】：

我正在关注这个在 C++ 中使用 OpenAL 的教程：http://enigma-dev.org/forums/index.php?topic=730.0

正如您在教程中看到的，它们留下了一些未实现的方法，并且我在实现 file_read_int32_le(char*, FILE*) 和 file_read_int16_le(char*, FILE*) 时遇到了麻烦。显然它应该做的是从文件中加载 4 个字节（或者在 int16 的情况下加载 2 个字节），将其从小端转换为大端，然后将其作为无符号整数返回。代码如下：

static unsigned int file_read_int32_le(char* buffer, FILE* file) {
    size_t bytesRead = fread(buffer, 1, 4, file);
    printf("%x\n",(unsigned int)*buffer);
    unsigned int* newBuffer = (unsigned int*)malloc(4);
    *newBuffer = ((*buffer << 24) & 0xFF000000U) | ((*buffer << 8) & 0x00FF0000U) | ((*buffer >> 8) & 0x0000FF00U) | ((*buffer >> 24) & 0x000000FFU);
    printf("%x\n", *newBuffer);
    return (unsigned int)*newBuffer;
}

在调试时（在 XCode 中）它说 *buffer 的十六进制值是 0x72，它只有一个字节。当我使用 malloc(4) 创建 newBuffer 时，我得到一个 4 字节的缓冲区（*newBuffer 类似于 0xC0000003），然后在操作之后变为 0x72000000。我假设我正在寻找的结果是 0x00000027（编辑：实际上是 0x00000072），但我将如何实现呢？ char* 缓冲区和 unsigned int* newBuffer 之间的转换是否与此有关？

【问题讨论】：

实际上，该值将是 0x00000072，而不是 0x00000027。基本上，它是交换字节顺序，而不是 nybble 顺序。
为什么该方法同时提供缓冲区和文件指针？这是不直观的。
我不确定。这就是他们在教程中调用它的方式，所以我坚持使用他们对函数的声明。我同意这很奇怪。

标签： c++ xcode endianness openal

【解决方案1】：

是的，*buffer 将在 Xcode 的调试器中读取为 0x72，因为 buffer 是指向 char 的指针。

如果buffer指向的内存块的前四个字节是（十六进制）72 00 00 00，那么返回值应该是0x00000072，而不是0x00000027。字节应该被交换，但不是构成每个字节的两个“nybbles”。

这段代码泄露了你 malloc 的内存，反正你也不需要在这里 malloc。

您的字节交换在 PowerPC 或 68K Mac 上是正确的，但在 Intel Mac 或基于 ARM 的 iOS 上却不是。在这些平台上，您不必进行任何字节交换，因为它们本身就是 little-endian。

Core Foundation 提供了一种更轻松地完成这一切的方法：

static uint32_t file_read_int32_le(char* buffer, FILE* file) {
    fread(buffer, 1, 4, file);            // Get four bytes from the file
    uint32_t val = *(uint32_t*)buffer;    // Turn them into a 32-bit integer

    // Swap on a big-endian Mac, do nothing on a little-endian Mac or iOS
    return CFSwapInt32LittleToHost(val);
}

【讨论】：

【解决方案2】：

有一整套称为“htons/htonl/hton”的函数，它们的唯一目的就是将“主机”字节顺序转换为“网络”字节顺序。

http://beej.us/guide/bgnet/output/html/multipage/htonsman.html

每个函数都有一个相反的倒数。

现在，这些函数不一定会对您有所帮助，因为它们本质上是从您的主机特定字节顺序转换而来的，因此请将此答案作为起点来查找您需要的内容。一般来说，代码不应该对它所处的架构做出假设。

英特尔 == “小端”。网络 == “大端”。

希望这能让你走上正确的道路。

【讨论】：

【解决方案3】：

我已将以下内容用于整数类型。在某些平台上，对于非整数类型是不安全的。

template <typename T> T byte_reverse(T in) {
   T out;
   char* in_c = reinterpret_cast<char *>(&in);
   char* out_c = reinterpret_cast<char *>(&out);
   std::reverse_copy(in_c, in_c+sizeof(T), out_c);
   return out;
};

所以，把它放在你的文件阅读器中（你为什么要传入缓冲区，因为它看起来可能是临时的）

static unsigned int file_read_int32_le(FILE* file) {
    unsigned int int_buffer;
    size_t bytesRead = fread(&int_buffer, 1, sizeof(int_buffer), file);
    /* Error or less than 4 bytes should be checked */
    return byte_reverse(int_buffer);
}

【讨论】：