【C】字节序大端小端转换的优雅写法

该C语言代码示例展示了如何使用swapEndian16和swapEndian32函数将16位和32位整数从大端字节序转换为小端字节序。程序通过位操作完成转换,并在main函数中验证了转换效果。

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大端字节序转换为小端字节序的C语言示例
普通写法:


#include <stdio.h>

void swapEndian16(uint16_t *data) {
    *data = (*data >> 8) | (*data << 8);
}

void swapEndian32(uint32_t *data) {
    *data = (*data >> 24) | ((*data & 0x00FF0000) >> 8) |
            ((*data & 0x0000FF00) << 8) | (*data << 24);
}

int main() {
    uint16_t data16 = 0xABCD;
    uint32_t data32 = 0x12345678;

    printf("Before conversion: 0x%X, 0x%X\n", data16, data32);

    swapEndian16(&data16);
    swapEndian32(&data32);

    printf("After conversion: 0x%X, 0x%X\n", data16, data32);

    return 0;
}

这个示例程序定义了两个函数swapEndian16和swapEndian32,分别用于将16位和32位整数的大端字节序转换为小端字节序。在主函数中,我们定义了两个变量data16和data32,并打印出它们在进行字节序转换前后的值。

运行此程序会得到以下输出:

Before conversion: 0xABCD, 0x12345678
After conversion: 0xCDAB, 0x78563412

可以看到,在进行字节序转换后,16位整数的值从0xABCD变成了0xCDAB,32位整数的值从0x12345678变成了0x78563412。

优雅写法:

#   define swapEndia32(x)                                \
    (((uint32_t)((const uint8_t*)(x))[0] << 24) |    \
               (((const uint8_t*)(x))[1] << 16) |    \
               (((const uint8_t*)(x))[2] <<  8) |    \
                ((const uint8_t*)(x))[3])
这段话主要是在说明一个关于计算机内存和字节序的问题。计算机内存是由一系列字节组成的,每个字节可以存储8个二进制位,也就是1个字节能够存储0~255之间的整数。而对于多字节的数据类型(如int、long等),在内存中的存储方式取决于机器的字节序。目前常见的字节序有两种:大端字节序和小字节序。 在大端字节序中,多字节数据类型的高位字节存储在内存的低地址处,而低位字节存储在高地址处;而在小字节序中,多字节数据类型的低位字节存储在内存的低地址处,而高位字节存储在高地址处。因此,在同样的内存中,不同的字节序会导致多字节数据类型的存储方式不同。 在这段话中,我们以小字节序为例,考虑一个int类型变量a在内存中的存储方式。假设a的值为0x00060A9A,按照小字节序储存,那么它在内存中的存储方式如下: | 地址 | 值 | |--------|-----------| | 0x1000 | 0x9A | | 0x1001 | 0x0A | | 0x1002 | 0x06 | | 0x1003 | 0x00 | 这里,变量a的值按照小字节序储存,因此0x9A这个字节位于内存的低地址处,而0x00这个字节则位于内存的高地址处。 接下来,我们将a的地址强制转换为char*类型,也就是将一个int类型的指针转换为一个char类型的指针。由于char类型占用一个字节,因此char类型的指针在使用时会把内存中的每一个字节都当作一个字符来处理。 在这里,我们使用puts()函数输出a的值。puts()函数会从一个char类型的指针开始输出字节序列,直到遇到'\0'字符为止。由于a的值中包含两个0x00字节,因此在输出a的值时,puts()函数会将后面的字节当作字符串结束符,因此输出结果为666。 需要注意的是,这种写法是不可靠的,因为它依赖于机器的内存布局和字节顺序,可能在不同的机器上产生不同的结果。
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