大端模式和小端模式转化

大端模式和小端模式转化

在工作中遇到一个问题，数据是以大端模式存储的，而机器是小端模式，必须进行转换，否则使用时会出问题。

一、定义：

大端模式（Big Endian）：数据的高字节，保存在内存的低地址中；数据的低字节，保存在内存的高地址中。

小端模式（Little Endian）：数据的高字节，保存在内存的高地址中；数据的低字节，保存在内存的低地址中。

例如：

16位宽的数0x1234，在不同的模式下，存储方式为：

 

	0x4000	0x4001
小端模式	0x34	0x12
大端模式	0x12	0x34

32位宽的数0x12345678，在不同的模式下，存储方式为：

 

 

	0x4000	0x4001	0x4002	0x4003
小端模式	0x78	0x56	0x34	0x12
大端模式	0x12	0x34	0x56	0x78

 

 

二、判断大端模式和小端模式

使用联合，通过判断首个成员的值，确定是大端还是小端模式：

 

bool IsBigEndian(){
    union NUM{
        int a;
        char b;
    }num;
    num.a = 0x1234;
    if( num.b == 0x12 ){
        return true;
    }
    return false;
}

 

 

三、大端模式和小端模式转换

对32位的数，即4个字节，大端转换成小端：

方法1：使用移位运算。

 

uint32_t reversebytes_uint32t(uint32_t value){
    return (value & 0x000000FFU) << 24 | (value & 0x0000FF00U) << 8 |
        (value & 0x00FF0000U) >> 8 | (value & 0xFF000000U) >> 24;
}

上述代码中，将低8位（0~8位）左移24位，变成了高8位（24~32位），8~16位左移8位变成了（16~24位）。将原高8位和高16位右移，变成了新的低8位和低16位。

 

这种方法效率采用了移位运算，效率很高。而且该方法亦可用于小端模式转成大端模式。

有了32位的转换方法，对64位，即8个字节的转换同理。不过直接写移位运算未免麻烦，可以直接使用上述函数：

 

// 先将64位的低32位转成小端模式，再将64位的高32位转成小端模式
// 在将原来的低32位放置到高32位，原来的高32位放置到低32位
uint64_t reversebytes_uint64t(uint64_t value){
    uint32_t high_uint64 = uint64_t(reversebytes_uint32t(uint32_t(value)));         // 低32位转成小端
    uint64_t low_uint64 = (uint64_t)reversebytes_uint32t(uint32_t(value >> 32));    // 高32位转成小端
    return (high_uint64 << 32) + low_uint64;
}

方法2：对每个字节依次处理。

 

比如0x12345678，小端模式下可认为是12*(2^32) + 34*(2^16) + 56*(2^8) + 78*(2^0)。在大端模式下，排列顺序发生了变化。

 

uint32_t changeEndian_uint32t(uint32_t value){
    char* ptr = (char*)(&value);

    uint64_t base[4];                   // 设置基
    base[0] = 1;
    for(int i = 1; i < 4; ++i){
        base[i] = base[i-1] * 256;
    }

    uint32_t res = 0;
    for(int i = 0; i < sizeof(value); ++ i){
        res += uint8_t(ptr[i]) * base[4-i-1];
    }

    return res;
}

上述代码中，第一句将输入的uint32_t的变量强制转换成字符类型数组，以便一个字节一个字节的处理。

 

参考：

http://baike.baidu.com/link?url=IQEyrhHqW0mnH27xCFiiUz5H395WaNG0cTkMB41xtjJ02nIzFINaCvS1IX4JURKkoCvjOlyve2Ze2HQyJqIvb_

http://blog.163.com/leng_zzu@126/blog/static/49955027201161210511469/

http://www.360doc.com/content/12/0727/08/10389317_226700605.shtml