整数转大端序字节数组

QByteArray 字节与位序详解

QByteArray 基础

定义与特性

QByteArray 是 Qt 中用于处理原始字节数据的类，可以看作是一个动态的字节数组。

QByteArray byteArray;

基本操作

// 创建和初始化
QByteArray data(10, 0);           // 10个字节，全部初始化为0
QByteArray data2 = "Hello";       // 从字符串创建
QByteArray data3;
data3.resize(8);                  // 调整大小

// 添加数据
data.append(0x12);                // 添加单个字节
data.append("\x34\x56", 2);       // 添加多个字节

// 访问数据
char byte = data[0];              // 访问第一个字节
uchar unsigned_byte = data.at(1); // 安全的访问方式

字节序（Byte Order）

什么是字节序

字节序指的是多字节数据在内存中的存储顺序。

大端序（Big-Endian）

• 高位字节在前，低位字节在后
• 符合人类阅读习惯
• 网络协议常用（网络字节序）

数值: 0x12345678
内存: [0x12] [0x34] [0x56] [0x78]  // 地址递增方向

小端序（Little-Endian）

• 低位字节在前，高位字节在后
• x86/x64架构常用

数值: 0x12345678  
内存: [0x78] [0x56] [0x34] [0x12]  // 地址递增方向

QByteArray 中的字节序处理

位移量计算公式
对于 n 位整数，转换为 m 个字节的大端序：

第 i 个字节的位移量 = (m - 1 - i) × 8

其中：

m = 总字节数（32位：4字节，64位：8字节）

i = 字节索引（从0开始）

手动处理字节序

// 将32位整数转换为大端序字节数组
quint32 value = 0x12345678;
QByteArray array;
array.append(static_cast<char>((value >> 24) & 0xFF));  // 0x12 - 最高位（// 0x12 - 位移 24位 = (4-1-0)×8 = 24）
array.append(static_cast<char>((value >> 16) & 0xFF));  // 0x34
array.append(static_cast<char>((value >> 8) & 0xFF));   // 0x56  
array.append(static_cast<char>(value & 0xFF));          // 0x78 - 最低位
// 结果: [0x12, 0x34, 0x56, 0x78]

总结

• QByteArray 是处理原始字节数据的理想容器
• 字节序 决定多字节数据的存储顺序，必须与协议一致
• 位序 决定单个字节内位的处理顺序，在串行通信中重要
• 始终使用显式的字节序转换，避免依赖主机字节序
• 进行充分的边界检查确保数据安全

理解这些概念对于实现正确的网络协议、文件格式和硬件通信至关重要。