java 小端字节序转大端字节序字节大小端转换

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网络安全侠 2024-01-25 20:40:10

文章标签 java 小端字节序转大端字节序网络协议网络字节顺序字节序大小端 文章分类 Java 后端开发

理解网络中大端和小端往往是一道基础面试题，这里作为记录和整理，希望能帮到大家

前言

一、字节序

二、什么小端顺序

三、什么大端顺序

四、处理器体系所属网络字节顺序

五、大小端转换

1、大端整形转换为小端

2、小端转换为小端

3、C# 字节转换接口

六、为什么有大小端之分

前言

在实际开发中，做过网络的小伙伴一定会碰到网络字节顺序（大端和小端）的问题，尤其unity游戏开发。因为对于C++和Java默认是大端开发，C#就非常另类，默认的网络的字节顺序是小端，这里就牵扯到大小端的转换问题。

一、字节序

字节顺序又称端序或尾序（Endianness），在计算机科学领域中，指电脑内存中或在数字通信链路中，组成多字节的字的字节的排列顺序。在几乎所有的机器上，多字节对象都被存储为连续的字节序列。

例如在 C 语言中，一个类型为 int 的变量 x 地址为 0x100，那么其对应地址表达式 &x 的值为 0x100，x 的四个字节将被存储在电脑内存的 0x100，0x101，0x102，0x103 位置。字节的排列方式常见的方式有两种：将一个多位数的低位放在较小的地址处，高位放在较大的地址处，则称小端序（Little-Endian）；反之则称大端序（Big-Endian）。

为什么需要字节序这个规定，主要是因为在网络应用中字节序是一个必须被考虑的因素，对于不同 CPU 可能采用不同标准的字节序，所以均按照网络标准转化成相应的字节序。

二、什么小端顺序

Little-Endian：将低序字节存储在起始地址（低位编址），在变量指针转换的时候地址保持不变，比如 int64* 转到 int32*，对于机器计算来说更友好和自然。

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三、什么大端顺序

Big-Endian：将高序字节存储在起始地址（高位编址），内存顺序和数字的书写顺序是一致的，对于人的直观思维比较容易理解，网络字节序统一规定采用 Big-Endian。

java 小端字节序转大端字节序字节大小端转换_java 小端字节序转大端字节序_02

四、处理器体系所属网络字节顺序

网络字节顺序，通常和CPU的架构相关，不同的CPU网络字节顺序有可能不同。它们主要分为三类：

CPU架构	字节顺序
x86、MOS Technology 6502 、Z80、VAX、PDP-11	小端
Motorola 6800、Motorola 68000、PowerPC 970、System/370、SPARC（除V9外）	大端
ARM、PowerPC（除PowerPC 970外）、DEC Alpha、SPARC V9、MIPS、PA-RISC及IA64	字节顺序配置

五、大小端转换

1、大端整形转换为小端

//int 大端转小端
int order2little(int be)
{
    return ((be >> 24) &0xff ) 
        | ((be >> 8) & 0xFF00) 
        | ((be << 8) & 0xFF0000) 
        | ((be << 24));    
}

2、小端转换为小端

//int 小端转大端
int order2big(int le) {

    return (le & 0xff) << 24 
            | (le & 0xff00) << 8 
            | (le & 0xff0000) >> 8 
            | (le >> 24) & 0xff;
}

3、C# 字节转换接口

//---------大小端整型转换
short i = 100;//小端100

short bigValue = System.Net.IPAddress.HostToNetworkOrder(i);//把i转成相应的大端字节数

short little = System.Net.IPAddress.NetworkToHostOrder(bigValue);//将bigValue转换为小端


//---------byte数组转换大端，data是小端数据
var orders= new byte[4];

Array.Copy(data, 0, orders, 0, 4);

orders= orders.Reverse().ToArray();

var n = BitConverter.ToInt32(orders, 0);


//---------字符串反转，大小端判断

int data = 439041118; // 十六进制为 1A2B3C5E
byte[] bData = BitConverter.GetBytes( data );
            
if (BitConverter.IsLittleEndian) // 若为 小端模式
{
   Array.Reverse( bData ); // 转换为 大端模式               
}
string s = BitConverter.ToString( bData );