如何存储双端独立答案

【问题标题】：How to store double - endian independent如何存储双端独立
【发布时间】：2012-11-07 21:13:52
【问题描述】：

尽管大端计算机的使用不是很广泛，但我想以独立格式存储双精度数据类型。

对于 int，这真的很简单，因为位移非常方便。

int number;
int size=sizeof(number);
char bytes[size];

for (int i=0; i<size; ++i)
    bytes[size-1-i] = (number >> 8*i) & 0xFF;

此代码片段以大端格式存储数字，尽管它正在运行的机器上。 什么是最优雅的方式为双打？

【问题讨论】：

使用浮点，您不仅需要担心字节顺序，还需要担心格式。你能安全地采用 IEEE 754 格式吗？
是的，让我们这么说吧:) 谢谢你的评论。
顺便说一句，对于您的int 情况，使用(number >> (8 * i)) & 0xFF 会更简单。
注意，“char”的大小可能不同于 8 位。 std::numeric_limits::digits
至少是 8，所以在这种情况下，这不会影响我们。谢谢。

标签： c++ endianness

【解决方案1】：

考虑到格式的可移植性的最佳方法是分别序列化/反序列化尾数和指数。为此，您可以使用 frexp()/ldexp() 函数。

例如要序列化：

int exp;
unsigned long long mant;

mant = (unsigned long long)(ULLONG_MAX * frexp(number, &exp));

// then serialize exp and mant.

然后反序列化：

// deserialize to exp and mant.

double result = ldexp ((double)mant / ULLONG_MAX, exp);

【讨论】：

真是个好主意，可能会对未来的访客有所帮助。但就我而言，输出格式已经达成一致。它是双精度 IEE 754。+1

【解决方案2】：

优雅的做法是将字节序问题限制在尽可能小的范围内。那个狭窄的范围就是你的程序和外部世界之间的 I/O 边界。例如，将二进制数据发送到其他应用程序/从其他应用程序接收二进制数据的函数需要注意字节序问题，将二进制数据写入/从某个数据文件读取二进制数据的函数也是如此。让这些接口认识到表示问题。

让其他一切都对这个问题一无所知。在其他地方使用本地表示。将双精度浮点数表示为 double 而不是 8 字节数组，将 32 位整数表示为 int 或 int32_t 而不是 4 字节数组，等等。在整个代码中处理字节顺序问题会使您的代码臃肿、容易出错且丑陋。

【讨论】：

是的，但优雅问题也存在于 i/o 原生接口上。
我说得再好不过了，Aki :)。我已经这样做了。

【解决方案3】：

同样的。任何数字对象，包括双精度对象，最终都是几个字节，这些字节根据字节顺序以特定顺序进行解释。因此，如果您反转字节顺序，您将在反转字节序中得到完全相同的值。

【讨论】：

是的，这是字节序问题的核心。这对我有什么帮助？
不，因为编译器抱怨 >> 不是对双精度的有效操作。
@icepack：我不这么认为。 (double >> 8) 效果不如 (integer >> 8)
@icepack：无法施放。这会导致类型转换。你的意思是类型双关语，这必须通过记忆来完成。
类型转换有什么问题？ long long 足够容纳double。

【解决方案4】：

 char *src_data;
 char *dst_data;

 for (i=0;i<N*sizeof(double);i++) *dst_data++=src_data[i ^ mask];
 // where mask = 7, if native == low endian
 // mask = 0, if native = big_endian

优雅在于mask，它也处理短和整数类型：如果目标和源字节序不同，它就是 sizeof(elem)-1。

【讨论】：

然后需要找出字节序，例如通过将 1.0 存储到内存中并检查哪个字节包含 7f。

【解决方案5】：

不是很便携且违反标准，但是像这样：

std::array<unsigned char, 8> serialize_double( double const* d )
{
  std::array<unsigned char, 8> retval;
  char const* begin = reinterpret_cast<char const*>(d);
  char const* end = begin + sizeof(double);
  union 
  {
    uint8  i8s[8];
    uint16 i16s[4];
    uint32 i32s[2];
    uint64 i64s;
  } u;
  u.i64s = 0x0001020304050607ull; // one byte order
 //  u.i64s = 0x0706050403020100ull; // the other byte order

  for (size_t index = 0; index < 8; ++index)
  {
    retval[ u.i8s[index] ] = begin[index];
  }
  return retval;
}

可能会处理具有 8 位字符、8 字节双精度和任何疯狂的字节顺序的平台（例如，对于 64 位值，字中的大端序但字之间的小端序）。

现在，这不包括双精度与 64 位整数不同的字节顺序。

一种更简单的方法可能是将您的 double 转换为 64 位无符号值，然后像其他任何 int 一样输出。

【讨论】：

【解决方案6】：

void reverse_endian(double number, char (&bytes)[sizeof(double)])
{
    const int size=sizeof(number);
    memcpy(bytes, &number, size);
    for (int i=0; i<size/2; ++i)
        std::swap(bytes[i], bytes[size-i-1]);
}

【讨论】：