从二进制文件读取时将大端转换为小端

Question

我一直在研究如何将大端转换为小端。但我没有找到任何可以解决我的问题的好方法。似乎有很多方法可以进行这种转换。无论如何，下面的代码在大端系统中工作正常。但是我应该如何编写一个转换函数，以便它也能在小端系统上工作？

这是一项作业，但它只是一个额外的作业，因为学校的系统运行的是大端系统。只是我很好奇，想让它在我的家用电脑上工作也

#include <iostream>
#include <fstream>

using namespace std;

int main()
{
   ifstream file;

   file.open("file.bin", ios::in | ios::binary);

   if(!file)
      cerr << "Not able to read" << endl;
   else
   {
      cout << "Opened" << endl;

      int i_var;
      double d_var;

      while(!file.eof())
      {
         file.read( reinterpret_cast<char*>(&i_var) , sizeof(int) );
         file.read( reinterpret_cast<char*>(&d_var) , sizeof(double) );
         cout << i_var << " " << d_var << endl;
      }
   }
   return 0;
}

已解决

所以Big-endian VS Little-endian只是字节的相反顺序。无论如何，我写的这个函数似乎达到了我的目的。我将其添加在这里，以防将来其他人需要它。这仅适用于双精度，对于整数，可以使用 torak 建议的函数，也可以通过使其仅交换 4 个字节来修改此代码。

double swap(double d)
{
   double a;
   unsigned char *dst = (unsigned char *)&a;
   unsigned char *src = (unsigned char *)&d;

   dst[0] = src[7];
   dst[1] = src[6];
   dst[2] = src[5];
   dst[3] = src[4];
   dst[4] = src[3];
   dst[5] = src[2];
   dst[6] = src[1];
   dst[7] = src[0];

   return a;
}

Answer 1

您可以使用一个模板进行字节序交换，该模板将针对数据类型进行概括：

#include <algorithm>

template <class T>
void endswap(T *objp)
{
  unsigned char *memp = reinterpret_cast<unsigned char*>(objp);
  std::reverse(memp, memp + sizeof(T));
}

然后您的代码最终将类似于：

file.read( reinterpret_cast<char*>(&i_var) , sizeof(int) );
endswap( &i_var );
file.read( reinterpret_cast<char*>(&d_var) , sizeof(double) );  
endswap( &d_var );
cout << i_var << " " << d_var << endl;  

Answer 2

您可能对 ntohl 函数系列感兴趣。它们旨在将数据从网络字节顺序转换为主机字节顺序。网络字节顺序是大尾数，因此在大尾数系统上它们不执行任何操作，而在小尾数系统上编译的相同代码将执行适当的字节交换。

Answer 3

Linux 提供了endian.h，它具有高达 64 位的高效字节序交换例程。它还会自动考虑系统的字节顺序。 32 位函数的定义如下：

uint32_t htobe32(uint32_t host_32bits);           // host to big-endian encoding
uint32_t htole32(uint32_t host_32bits);           // host to lil-endian encoding
uint32_t be32toh(uint32_t big_endian_32bits);     // big-endian to host encoding
uint32_t le32toh(uint32_t little_endian_32bits);  // lil-endian to host encoding

16 位和 64 位的函数具有类似名称。
所以你只要说

 x = le32toh(x);

将little-endian编码的32位整数转换为主机CPU编码。这对于读取小端数据很有用。

 x = htole32(x);

将从主机编码转换为 32 位小端编码。这对于写入小端数据很有用。

注意，在 BSD 系统上，等效的头文件是 sys/endian.h

Answer 4

假设您要继续，保留一个辅助函数的小库文件会很方便。其中 2 个函数应该是 4 字节值和 2 字节值的字节序交换。有关一些可靠的示例（包括代码），请查看这篇文章。

获得交换函数后，每当您以错误的字节序读入值时，请调用适当的交换函数。有时，这里的人们的一个绊脚石是单字节值不需要进行字节序交换，因此，如果您正在读取代表文件中字母字符串的字符流之类的内容，那么应该很好。只有当您读取多个字节的值（如整数值）时，您才必须交换它们。

Answer 5

值得补充的是，MS 在 VS 上也支持此功能，请检查此内联函数：

• htond
• htonf
• htonl
• htonll
• htons