在网络编程中，常常遇到字节序问题。字节序指的是多字节数据类型在内存中存放的顺序，高位保存在低地址还是高地址，以此来划分大端还是小端。单字节数据类型，一个数据就一个字节，不涉及字节序的概念。内存的低地址保存数据的高位，就是大段；否则，就是小端。

（1）大端更符合我们直观的阅读顺序以及平时的习惯

（2）大端，小端，指的是字节序，大小端不同，字节存储顺序是不一样的。

大端，小端并不影响一个字节内部的 bit 的顺序。

对于一个字节的数据类型，比如 char，不受大端还是小端的影响。

（2）无论是大端序还是小端序，对于上边这个 int 类型的数据来书，这个数据的地址都是 0x400，即数据所在内存空间的低地址。用&取地址，返回的均是开始的地址。

1 大端和小端

大端和小端指的是 cpu 的属性，常见的 intel 的 x86 cpu 是小端的，mips 架构的 cpu 是大端的。

假设有一个 int 类型的数据，值为 0x12345678，保存在地址 0x400 ~ 0x403 这 4 个字节的位置。

大端：

在大端 cpu 上，存储情况如下图所示，高位存储在低地址。0x12 是高位，存储在地址 0x400 上；0x78 是低位，存储才 0x403 上。

小端：

小端与大端相反，低位存储在高地址。0x12 是高位，存储在 0x403；0x78 是低位，存储在 0x400。

如何判断大端还是小端 ？

如下代码可以判断大端还是小端，使用 union 数据结构的特点，union test 中有两个成员，一个是 char 类型，一个是 int 类型，union 占用 4 个字节，char 类型保存在 4 个字节的低地址。

如果 a 是 0x12，说明高位数据保存在了低地址，是大端；否则，是小端。

#include <stdlib.h> #include <stdio.h> #include <string.h> int main() { union test { char a; int b; }; union test t; t.b = 0x12345678; if (t.a == 0x12) { printf("大端\n"); } else { printf("小端\n"); } return 0; }

程序编译之后运行，打印小端，与 lscpu 查看到的信息是一致的。

如下代码，如果在小端机器上，输出为 0x1234，如果在大端机器上，输出为 0x5678。

#include <iostream> int main() { union { unsigned a; struct { char b; short c; }d; }e{0x12345678}; std::cout << e.d.c << std::endl; return 0; }

2 网络序和主机序

网络序与大端序是一致的，不管机器是大端的还是小端，发向网络的数据以及从网络中接收的数据都是大端的。大端，网络序与我们平时的思维习惯是一致的。

网络序规定，收到的数据的第一个字节是高位。在数据的发送侧是从低地址发送数据，接收侧先到来的数据也是存储在低地址。所以高位存储在低地址，网络序和大端是一致的。

主机序与 cpu 有关，可能是大端的，也可能是小端的。

3 转换函数

linux 下 的 <arpa/inet.h> 头文件中提供了 4 个函数。4 个函数中的 h 表示 host，主机序；n 表示 net，网络序；l 针对的是 u32 的数据；s 针对的是 u16 的数据。htonl 就是将 32 位的数据从主机序转化为网络序。

uint32_t htonl(uint32_t hostlong);

uint16_t htons(uint16_t hostshort);

uint32_t ntohl(uint32_t netlong);

uint16_t ntohs(uint16_t netshort);

#include <stdlib.h> #include <stdio.h> #include <string.h> #include <arpa/inet.h> int main() { unsigned int a = 0x12345678; unsigned short b = 0x1234; printf("unsigned int 0x%x, host to net: 0x%x\n", a, htonl(a)); printf("unsigned int 0x%x, net to host: 0x%x\n", a, ntohl(a)); printf("unsigned short 0x%x, host to net: 0x%x\n", b, htons(b)); printf("unsigned short 0x%x, net to host: 0x%x\n", b, ntohs(b)); return 0; }

怎么对 64 位数据进行字节序转换 ？

如下代码实现了 64 位数据的字节序转换。最容易出错的是函数的最后一行 return (unsigned long)(((unsigned long)net_low << 32) | net_high);，其中 net_low 需要使用 unsigned long 进行转换，否则会发生数据丢失。

#include <arpa/inet.h> #include <stdio.h> #include <sys/mman.h> #include <sys/resource.h> uint64_t htonll(uint64_t val) { uint32_t low = val & 0xFFFFFFFF; uint32_t high = (val >> 32) & 0xFFFFFFFF; low = htonl(low); high = htonl(high); //low需要做转化，否则移动之后数据丢失 return ((uint64_t)low << 32) | high; } uint64_t ntohll(uint64_t val) { uint32_t low = val & 0xFFFFFFFF; uint32_t high = (val >> 32) & 0xFFFFFFFF; low = ntohl(low); high = ntohl(high); return ((uint64_t)low << 32) | high; }