字节、字节序、内存对齐 与 跨机器、网络传输、字符操作

◆ 无符号单字节 byte ，数据上表示是0x10 ，2位。

◆ 多字节基本类型，涉及到字节序little-endian和big-endian问题。（0x 01 02 0A 或 0x 0A 02 01）

　　主机字节序：由CPU确定多字节类型数据在内存中的存放顺序，我们用的IntelCPU是little-endian。通常这是机器内部事物，但如果涉及到网络通信就不是了。

　　JAVA字节序：JAVA虚拟机中的多字节类型数据在虚拟机中的存放顺序。JAVA虚拟机存储的字节流是big-endian。

　　网络字节序：网络传送的数据按Internet标准是big-endian解析的。和JAVA虚拟机（注意是机器不是语言）相同，和IntelCPU相反。

• 如果是单纯的Intel PC机对Intel PC机串口通信，不用考虑字节序的转换，哪怕网络数据流在Internet标准中是反的。但在http应用和未知平台的通信，最好转为网络字节序。同样，接收平台如果是Intel PC机，也再转一次。保证传输过程中的规范统一。
• ANSI C 提供了四个转换字节序的宏：htonl  htons 和 ntohs  ntohl （h—host、 n—net），对32位整形和短整形进行转换。
• 运行在Intel PC机上的JAVA虚拟机与Internet通信不用考虑这一问题。

这里有一段W. Richard Stevens的代码,用于判断字节序

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
/*
* return value:
* 1 big-endian
* 2 little-endian
* 3 unknow
* 4 sizeof( unsigned short int ) != 2
*/
static int byte_order ( void )
{
    union
    {
        unsigned short int s;
        unsigned char c[ sizeof( unsigned short int ) ];
    } un;
    un.s = 0x0201;
    if ( 2 == sizeof( unsigned short int ) )
    {
        if ( ( 2 == un.c[0] ) && ( 1 == un.c[1] ) )
        {
            puts( "big-endian" );
            return( 1 );
        }
        else if ( ( 1 == un.c[0] ) && ( 2 == un.c[1] ) )
        {
            puts( "little-endian" );
            return( 2 );
        }
        else
        {
            puts( "unknow" );
            return( 3 );
        }
    }
    else
    {
        printf( "sizeof( unsigned short int ) = %u\n", ( unsigned int )sizeof(unsigned short int ) );
        return( 4 );
    }
    return( 3 );
} /* end of byte_order */

◆ 数据对齐 （因为结构体的组织）

　　32位机CPU的数据线为32位，因此地址线只接受4的倍数的地址。数据对齐，是指WORD类型数据总是存放在2倍数的地址，DWORD类型数据总是存放在4倍数的地址，大于32位的类型数据也总是存放在4倍数的地址。目的是存取一个类型数据，存取的次数尽量少。

　　值得注意的是C++里的struct结构体内部分量的对齐。（在移植程序时需要特别考虑，写网络程序也很重要）：

•  ANSI C保证struct内部分量按声明顺序递增，不会添加虚函数表等物，但不保证内部分量的地址是严格的= struct首地址+偏移量。存放时编译器可能会自动对齐，偏移分量，改变其地址。
• 如何对齐可以设置：project->setting->c/c++标签->code generation分类->struct member alignment中设置对齐模数1，2，4，8，16byte。
• 也可以在程序中通过伪指令#paragram pack(n)语句，改变某部分结构体的对齐设置；#pragma pack ()，取消自定义字节对齐方式。
• 至于基本数据类型和整个struct结构体的对齐，VC包办了。

设置结构体字段的偏移量对齐，，如果设置的对齐模数小于最大字段的倍数，则以设置的模数为准，如设置为1，字段之间不会有任何空隙（实际上是压缩了结构体）。 
当设置为为8、16时（浪费7b）： 

当为4时(浪费3b)： 

 

◆ 与对齐相关的一些字符串操作，memcpy、memcmp等，在asm实现的时候，把字符串的对齐部分，作为int，CPU一次存取4个byte来拷贝比较。

　　　　　　

 总结：

　　字节序与网络传输相关，为此有几个ANSI C宏；

　　内存对齐可以通过编译器选项和语句设置 #paragram pack(n)；

　　即使是struct，网络传输时也不能直接“拷一堆比特”，更别提类了。