Как я преобразовываю между значениями с прямым порядком байтов и с обратным порядком байтов в C++?

Ищите разрядное смещение, поскольку это - в основном все, что необходимо сделать для свопинга от мало-> обратный порядок байтов. Тогда в зависимости от диаметра долота, Вы изменяетесь, как Вы делаете разрядное смещение.

Вот обобщенная версия, которую я придумал первое, что пришло на ум для свопинга значения на месте. Другие предложения были бы лучше, если производительность является проблемой.

 template<typename T>
    void ByteSwap(T * p)
    {
        for (int i = 0;  i < sizeof(T)/2;  ++i)
            std::swap(((char *)p)[i], ((char *)p)[sizeof(T)-1-i]);
    }

Правовая оговорка: я не попытался скомпилировать это или протестировать его все же.

У меня есть этот код, которые позволяют мне преобразовывать из HOST_ENDIAN_ORDER (независимо от того, что это) к LITTLE_ENDIAN_ORDER или BIG_ENDIAN_ORDER. Я использую шаблон, поэтому если я попытаюсь преобразовать от HOST_ENDIAN_ORDER до LITTLE_ENDIAN_ORDER, и они, оказывается, то же для машины, для которой я компилирую, никакой код не будет сгенерирован.

Вот код с некоторыми комментариями:

// We define some constant for little, big and host endianess. Here I use 
// BOOST_LITTLE_ENDIAN/BOOST_BIG_ENDIAN to check the host indianess. If you
// don't want to use boost you will have to modify this part a bit.
enum EEndian
{
  LITTLE_ENDIAN_ORDER,
  BIG_ENDIAN_ORDER,
#if defined(BOOST_LITTLE_ENDIAN)
  HOST_ENDIAN_ORDER = LITTLE_ENDIAN_ORDER
#elif defined(BOOST_BIG_ENDIAN)
  HOST_ENDIAN_ORDER = BIG_ENDIAN_ORDER
#else
#error "Impossible de determiner l'indianness du systeme cible."
#endif
};

// this function swap the bytes of values given it's size as a template
// parameter (could sizeof be used?).
template <class T, unsigned int size>
inline T SwapBytes(T value)
{
  union
  {
     T value;
     char bytes[size];
  } in, out;

  in.value = value;

  for (unsigned int i = 0; i < size / 2; ++i)
  {
     out.bytes[i] = in.bytes[size - 1 - i];
     out.bytes[size - 1 - i] = in.bytes[i];
  }

  return out.value;
}

// Here is the function you will use. Again there is two compile-time assertion
// that use the boost librarie. You could probably comment them out, but if you
// do be cautious not to use this function for anything else than integers
// types. This function need to be calles like this :
//
//     int x = someValue;
//     int i = EndianSwapBytes<HOST_ENDIAN_ORDER, BIG_ENDIAN_ORDER>(x);
//
template<EEndian from, EEndian to, class T>
inline T EndianSwapBytes(T value)
{
  // A : La donnée à swapper à une taille de 2, 4 ou 8 octets
  BOOST_STATIC_ASSERT(sizeof(T) == 2 || sizeof(T) == 4 || sizeof(T) == 8);

  // A : La donnée à swapper est d'un type arithmetic
  BOOST_STATIC_ASSERT(boost::is_arithmetic<T>::value);

  // Si from et to sont du même type on ne swap pas.
  if (from == to)
     return value;

  return SwapBytes<T, sizeof(T)>(value);
}

В большинстве систем POSIX (через это не находится в стандарте POSIX) существует endian.h, который может использоваться для определения то, что использует кодирование системы. Оттуда это - что-то вроде этого:

unsigned int change_endian(unsinged int x)
{
    unsigned char *ptr = (unsigned char *)&x;
    return (ptr[0] << 24) | (ptr[1] << 16) | (ptr[2] << 8) | ptr[3];
}

Это подкачивает порядок (от обратного порядка байтов до прямого порядка байтов):

, Если у Вас есть номер 0xDEADBEEF (в небольшой системе порядка байтов, сохраненной как 0xEFBEADDE), ptr [0], будет 0xEF, ptr[1] является 0xBE, и т.д.

, Но если Вы хотите использовать его для сетей, тогда htons, htonl, и htonll (и их инверсия ntohs, ntohl и ntohll) будет полезен преобразованию от порядка хоста до сетевого порядка.

Тем же путем Вы делаете в C:

short big = 0xdead;
short little = (((big & 0xff)<<8) | ((big & 0xff00)>>8));

Вы могли также объявить вектор неподписанных символов, memcpy входное значение в него, инвертировать байты в другой вектор и memcpy байты, но это будет слушаться величины дольше, чем битовое жонглирование, особенно с 64-разрядными значениями.

Если Вы делаете, это для передачи данных между различными платформами смотрит на ntoh и функции hton.

Мы сделали это с шаблонами. Вы могли так что-то вроде этого:

// Specialization for 2-byte types.
template<>
inline void endian_byte_swapper< 2 >(char* dest, char const* src)
{
    // Use bit manipulations instead of accessing individual bytes from memory, much faster.
    ushort* p_dest = reinterpret_cast< ushort* >(dest);
    ushort const* const p_src = reinterpret_cast< ushort const* >(src);
    *p_dest = (*p_src >> 8) | (*p_src << 8);
}

// Specialization for 4-byte types.
template<>
inline void endian_byte_swapper< 4 >(char* dest, char const* src)
{
    // Use bit manipulations instead of accessing individual bytes from memory, much faster.
    uint* p_dest = reinterpret_cast< uint* >(dest);
    uint const* const p_src = reinterpret_cast< uint const* >(src);
    *p_dest = (*p_src >> 24) | ((*p_src & 0x00ff0000) >> 8) | ((*p_src & 0x0000ff00) << 8) | (*p_src << 24);
}

Процедура движения от обратного порядка байтов до прямого порядка байтов совпадает с движением от прямого порядка байтов до обратного порядка байтов.

Вот некоторый пример кода:

void swapByteOrder(unsigned short& us)
{
    us = (us >> 8) |
         (us << 8);
}

void swapByteOrder(unsigned int& ui)
{
    ui = (ui >> 24) |
         ((ui<<8) & 0x00FF0000) |
         ((ui>>8) & 0x0000FF00) |
         (ui << 24);
}

void swapByteOrder(unsigned long long& ull)
{
    ull = (ull >> 56) |
          ((ull<<40) & 0x00FF000000000000) |
          ((ull<<24) & 0x0000FF0000000000) |
          ((ull<<8) & 0x000000FF00000000) |
          ((ull>>8) & 0x00000000FF000000) |
          ((ull>>24) & 0x0000000000FF0000) |
          ((ull>>40) & 0x000000000000FF00) |
          (ull << 56);
}

Существует инструкция по сборке под названием BSWAP, который сделает подкачку для Вас, чрезвычайно быстрый . Можно читать об этом здесь .

Visual Studio, или более точно библиотека времени выполнения Visual C++, имеет платформу intrinsics для этого, названного _byteswap_ushort(), _byteswap_ulong(), and _byteswap_int64(). Подобный должен существовать для других платформ, но я не знаю о том, чем их назвали бы.

При выполнении этого в целях совместимости сети/хоста, необходимо использовать:

ntohl() //Network to Host byte order (Long)
htonl() //Host to Network byte order (Long)

ntohs() //Network to Host byte order (Short)
htons() //Host to Network byte order (Short)

при выполнении этого по некоторой другой причине одно из byte_swap решений, представленных здесь, работало бы просто великолепно.

Я взял несколько предложений из этого сообщения и собрал их вместе, чтобы сформировать следующее:

#include <boost/type_traits.hpp>
#include <boost/static_assert.hpp>
#include <boost/detail/endian.hpp>
#include <stdexcept>

enum endianness
{
    little_endian,
    big_endian,
    network_endian = big_endian,

    #if defined(BOOST_LITTLE_ENDIAN)
        host_endian = little_endian
    #elif defined(BOOST_BIG_ENDIAN)
        host_endian = big_endian
    #else
        #error "unable to determine system endianness"
    #endif
};

namespace detail {

template<typename T, size_t sz>
struct swap_bytes
{
    inline T operator()(T val)
    {
        throw std::out_of_range("data size");
    }
};

template<typename T>
struct swap_bytes<T, 1>
{
    inline T operator()(T val)
    {
        return val;
    }
};

template<typename T>
struct swap_bytes<T, 2>
{
    inline T operator()(T val)
    {
        return ((((val) >> 8) & 0xff) | (((val) & 0xff) << 8));
    }
};

template<typename T>
struct swap_bytes<T, 4>
{
    inline T operator()(T val)
    {
        return ((((val) & 0xff000000) >> 24) |
                (((val) & 0x00ff0000) >>  8) |
                (((val) & 0x0000ff00) <<  8) |
                (((val) & 0x000000ff) << 24));
    }
};

template<>
struct swap_bytes<float, 4>
{
    inline float operator()(float val)
    {
        uint32_t mem =swap_bytes<uint32_t, sizeof(uint32_t)>()(*(uint32_t*)&val);
        return *(float*)&mem;
    }
};

template<typename T>
struct swap_bytes<T, 8>
{
    inline T operator()(T val)
    {
        return ((((val) & 0xff00000000000000ull) >> 56) |
                (((val) & 0x00ff000000000000ull) >> 40) |
                (((val) & 0x0000ff0000000000ull) >> 24) |
                (((val) & 0x000000ff00000000ull) >> 8 ) |
                (((val) & 0x00000000ff000000ull) << 8 ) |
                (((val) & 0x0000000000ff0000ull) << 24) |
                (((val) & 0x000000000000ff00ull) << 40) |
                (((val) & 0x00000000000000ffull) << 56));
    }
};

template<>
struct swap_bytes<double, 8>
{
    inline double operator()(double val)
    {
        uint64_t mem =swap_bytes<uint64_t, sizeof(uint64_t)>()(*(uint64_t*)&val);
        return *(double*)&mem;
    }
};

template<endianness from, endianness to, class T>
struct do_byte_swap
{
    inline T operator()(T value)
    {
        return swap_bytes<T, sizeof(T)>()(value);
    }
};
// specialisations when attempting to swap to the same endianess
template<class T> struct do_byte_swap<little_endian, little_endian, T> { inline T operator()(T value) { return value; } };
template<class T> struct do_byte_swap<big_endian,    big_endian,    T> { inline T operator()(T value) { return value; } };

} // namespace detail

template<endianness from, endianness to, class T>
inline T byte_swap(T value)
{
    // ensure the data is only 1, 2, 4 or 8 bytes
    BOOST_STATIC_ASSERT(sizeof(T) == 1 || sizeof(T) == 2 || sizeof(T) == 4 || sizeof(T) == 8);
    // ensure we're only swapping arithmetic types
    BOOST_STATIC_ASSERT(boost::is_arithmetic<T>::value);

    return detail::do_byte_swap<from, to, T>()(value);
}