面试小坑-64位数据的字节序转换

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上周面试TME，面试官叫我说一下怎么实现64位数据的字节序转换，当时没意识到他的考察点，就回答系统有hton等一系列函数实现大端序和小端序的转换，没注意到考察点在于64位数据。

网络编程中，只要include <arpa/inet.h>，便可以使用下面几个函数实现主机字节序（大部分CPU都是小端序）和网络字节序（大端序）的转换

  • htons
  • htonl
  • ntohs
  • ntohl

其中h表示host，n代表net，s表示short，l表示long。

也就是说最多支持32位的数据转换。

因为在网络编程中，网络数据的传输涉及到的字节序转换是自动的，上面这几个函数一般只会在向sockaddr_in结构体填充数据的时候用的上,比如端口号用htons函数，ip地址用htonl函数。

因此对于64位数据，可以使用位移的方法实现转换，下面给出htonl_64的测试。

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#include <bits/stdc++.h>
#include <arpa/inet.h>
using namespace std;

// 方式一：自己实现
uint32_t reversebytes_32(uint32_t value)
{
    return (value & 0x000000FFU) << 24 | (value & 0x0000FF00U) << 8 |
           (value & 0x00FF0000U) >> 8 | (value & 0xFF000000U) >> 24;
}

uint64_t reversebytes_64(uint64_t value)
{
    // 低32位转成小端
    uint64_t high_uint64 = uint64_t(reversebytes_32(uint32_t(value)));
    // 高32位转成小端
    uint64_t low_uint64 = (uint64_t)reversebytes_32(uint32_t(value >> 32));
    return (high_uint64 << 32) + low_uint64;
}

// 方式二：利用了系统的函数
uint64_t htonl_64(uint64_t in)
{
    return ((uint64_t)htonl((in)&0xFFFFFFFF) << 32) | htonl((in) >> 32);
}

int main()
{

    cout << "32位:" << endl;
    uint32_t x = 0x87654321;
    cout << "方式一: " << hex << htonl(x) << endl;
    cout << "方式二: " << hex << reversebytes_32(x) << endl;

    cout << "-------" << endl;

    cout << "64位:" << endl;
    uint64_t y = 0x1234567887654321;
    cout << "方式一: " << hex << htonl_64(y) << endl;
    cout << "方式二: " << hex << reversebytes_64(y) << endl;
}

输出

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32位:
方式一: 21436587
方式二: 21436587
-------
64位:
方式一: 2143658778563412
方式二: 2143658778563412