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字节序的问题

文章来源:本站原创

发布日期:2015年05月10日

大端、小端: 


     大小端是指CPU存储数据的方式,比如一个0x01020304这个整数,在WIN、Linux下在内存中的布局如下
    [01][02][03][04] 注意左边是高地址,而右边是低地址
    在UNIX下则是
    [04][03][02][01] 注意左边是高地址,而右边是低地址

    通俗的说,和WIN下的内存布局一致的就是小端,和UNIX下一致的就是大端。
    其实在以前还出现过中端的的机型,不过这些机型也太“孤僻”了,已经落伍没人生产没人用了。

网络字节序: 


    其实是指网络传输的字节序,这个字节序可能是大端序或者小端序,这取决于软件开始时通讯双方的协议规定。
    平时,如果有人说的网络字节序,那么大家就认为是大端序。

主机字节序:

 
    是指主机处理数据时采用的字节序,虽然主机字节序和网络字节序是相对的概念,但是我们说主机字节序的时候,并不默认是之大端或者小端,而是结合机型来确定大小端的。

位序: 


    我们通常所说的字节序是指字节之间的关系,但是即使是一个字节中的某一位(bIT)也是有排序的问题的。位序也有大端序,小端序,中端序,也还有其他的乱七八糟的位序的,但是都不常见。
    开发的时候,我们是不用关心位序,编译器和CPU会自己处理这些事情。 


算术运算与内存操作运算: 


    算术运算是不改变被运算数据的字节序的,此时我们不用关心所操作的数据到底是什么字节序的。但是内存操作运算就要注意了,比若我们将一个整数指针强制转换为一个字符指针类型,然后对字符指针类型的四个字节进行算数运算,此时我们必须知道是什么字节序。不然写出的代码要么是错误的,要么移植到其他机器的时候就不能正常运行。

    常见的算术有+ - * / % & | ~ << >> = 等,请注意& | ~ << >> 这几个是算术运算而不是内存操作运算,所以他们进行混合运算的时候不用关心字节序或者位序问题。赋值运算符仅在数据类型兼容的时候才不涉及字节序问题,才能算作算术运算。
    常见的内存操作运算有:强制转换后对碎片数据的算术运算,内存copy/write,读写文件等。

浮点数的字节序: 


    浮点数......我也不知道应该怎么处理其字节序问题,网上也查了很久但是没有很权威的答案。对于浮点数,我建议不要直接传内存值,按照字符串传输即可。

IP地址的字节序: 


   记住一条,IP地址的整数值,自IP地址生成的时刻起,就一定是网络字节序的,所以我们在转字节序的时候,IP 地址我们往往跳过对IP地址的字节序转换。呵呵,IP地址已经是网络字节序了,所以我们仅需要做算术赋值操作即可。

字节序转换函数: 


    OS一般都提供htons、htonl、ntohs、ntohl这四个字节序操作函数,这些函数的目的虽然相同,而且操作后内存布局也相同,但是从算术运算的角度来看这些函数的特性是与机型相关的:在WIN下这四个函数会改变所操作的数的数值,但是在UNIX下就不回改变数据的算术值,UNIX下这些函数是空操作。这个差别也可能是为什么UNIX服务器上程序的性能会高于WIN的一个小原因。 


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