了解字节交换

Question

我试图想办法为64位整数创建一个小端/大端转换（uint64_t），虽然我在网上找到了很多关于如何做到的答案，但没有一个解释究竟是怎么回事。例如，要获取整数的第n个字节，我发现了这个响应：

int x = (number >> (8*n)) & 0xff;

即使我理解了位移组件（向右移8n位），我也不知道＆amp;和0xff进来了，除了＆amp;是一个按位AND运算符。

那么，这种逻辑如何应用于64位整数的big-endian / little-endian字节交换方法呢？

提前谢谢。

Answer 1

最简单的想法是用十进制数字来比喻：

取数字308.它有三个数字，'3'，'0'和'8'。按照惯例，左边的数字比右边的数字更重要。但是惯例可能很容易就是另一种方式......数字可能是以相反的顺序写成的（例如，803）。

为什么这有关系？考虑计算机上数字的十六进制表示：0xabcd0123。在数学上严格意义上，可以将此数字视为4个基数-256个数字。 （即0xab，0xcd，0x01,0x23）。因此，字节顺序是关于在写入内存时对这些基数256位数进行排序的惯例。

Little-endian表示“将最低有效数字写入最低地址”; Big-endian意味着“将最重要的数字写入最低地址”。

那么，关于处理字节序的机制： 如果你想到上面的十进制例子，你会如何得到每个数字？通过取模数10（即，308％10 = 8）给出最低有效数字。第二个数字可以通过将数字除以10得到，然后取模10（即308/10 = 30; 30％10 = 0）等等。

对于计算机上的二进制数据，该过程完全相同，除了它被视为radix-256而不是radix-10之类的十进制数字。这是一些技巧的来源。

1. 当使用2的幂的模数进行模数时​​，可以通过AND进行。设m = 256作为模数。因为m = 2到某个幂，x％m相当于x＆amp; （M-1）。这是一个数字事实，超出了这个答案的范围。
2. 当用2的幂进行除法时，你可以通过右移来做。也就是说，让m = 256是我们的除数。因为m = 2到8次幂，所以x / m等于x>＆gt; 8。

因此，二进制特定于字节序的序列化完全使用上述过程：

uint32_t val = 0xabcd0123;

(val & 0xff)相当于(val % 256)，并产生0x23。

((val >> 8) & 0xff)相当于((val / 256) % 256)，并产生0x01。

((val >> 16) & 0xff)相当于(((val / 256)/256) % 256)，并产生0xcd。

等等。现在您可以访问数字/字节，只需选择存储它们的顺序即可。如上所述，“big endian =在最低地址最重要”，“little endian =在最低地址最不重要”。