C++11：字节序转换

Question

我试图在编译时获取系统字节编码 (endian)，以便在主机端和网络端之间转换整数（大于 32 位）的模板专门化。不幸的是，我没有找到一个在编译时与 C++11 一起工作并且没有外部库（例如 boost）的工作解决方案。

我决定为大于 32 位的（无符号）整数编写一个通用代码，它似乎可以在我的本地机器上运行：

#include <climits>
#include <cstdint>
#include <iostream>

template<typename T>
T host_to_network(const T& value) {
    char tmp[sizeof(T)];
    size_t i, shift = 0;
    for (size_t i = 0; i < sizeof(T); ++i) {
        tmp[sizeof(T) - 1 - i] = (value >> shift) & 0xFF;
        shift += CHAR_BIT;
    }
    return *reinterpret_cast<const T *>(tmp);
}

template<typename T>
T network_to_host(const T& value) {
    char tmp[sizeof(T)];
    *reinterpret_cast<T *>(tmp) = value;
    size_t shift = 0;
    T result;
    for (size_t i = 0; i < sizeof(T); ++i) {
        result |= tmp[sizeof(T) - 1 - i] << shift;
        shift += CHAR_BIT;
    }
    return result;
}

int main() {
    uint32_t xxx = 1234;
    //int16_t xxx = -12;
    std::cout << host_to_network(xxx) << std::endl;
    std::cout << network_to_host(xxx) << std::endl;
    std::cout << host_to_network(network_to_host(xxx)) << std::endl;
}

不幸的是，我不确定这是否适用于任何体系结构，或者至少适用于小端和大端的主机。我的电脑使用小端，它似乎在这里工作。有没有人看到代码中的错误？或者有人可以用 big endian 检查它吗？

对于有符号整数，代码不起作用，但我不知道为什么。有人可以给我提示吗？

我知道如果主机字节序等于本地字节序，这段代码会很慢，但这对我的用例来说没有问题。

非常感谢

此致

凯文

Answer 1

易于识别和转换。这是一个如此频繁的操作如此频繁地通过检测循环和移位来完成我觉得我应该提供方法我已经使用了十多年供其他人使用。

一个常见的操作是将一个显示RGBA数组拆分成R、G、B、A平面。使用预先计算的索引，例如这些字节序不变的偏移量：

A = (0x03020100>>0x18)&0xff;
B = (0x03020100>>0x10)&0xff;
G = (0x03020100>>0x08)&0xff;
R = (0x03020100>>0x00)&0xff;

一种字节序的值为 0,1,2,3，另一种字节序的值为 3,2,1,0。许多编译器执行计算并将这些转换为清单常量。不再需要依赖顺序的位移位来提取单个组件。我让 reader 重命名这些以适应他们选择的口味。

在 C:

unsigned long source = 0x01234567, target = 0x0;
unsigned char src = (unsigned char *)&source;
unsigned char tgt = (unsigned char *)&target;
tgt[A] = src[R]; tgt[B] = src[G]; tgt[G] = src[B]; tgt[R] = src[A];

在 Python、javascript、PHP 中，可能还有很多其他的：

src = [0x01, 0x23, 0x45, 0x67]
tgt = [0,0,0,0]
tgt[A] = src[R]; tgt[B] = src[G]; tgt[G] = src[B]; tgt[R] = src[A];

享受（有时是显着的）性能提升，和使用我的朋友的清晰度。

如果有人感兴趣，我会提供 convolution/correlation 性能提升技术。

C++11：字节序转换

C++11: endian conversion

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