Bigendian、littleendian的结构体反序总结

Bigendian顺序和读出来相同，littleendian和读出来顺序相反。

对于一个结构体，使用bigendian和littleendian，内部元素的顺序变化，取决于具体的元素类型。

反序的原则：

• 对于连着的几个超过一个字节（含一个字节）的元素，例如下图中的sourceport、destinationport、sequencenumber、requestnumber而言，无论大端小端，它们之间的先后顺序是不会改变的。

• 对于连着的几个小于一个字节的元素而言，例如下图中的res1+doff、fin到cwr这两组元素，这两组内部的顺序是前后颠倒的，即元素之间的顺序会因大端小端而不同，但两组之间的先后顺序依然是不变的。

• 对于一个大元素（字节倍数大小）内部的反序，实际上是按字节为单位的反序，同时也是具体bit位的全反序（即，12345678 23456789是变成98765432 87654321，而不是变成23456789 12345678，这个可以详见后文），可见下面这张图片的例子。一个十六进制数字，4个bit，两个才是1字节，所以实际上判断的是字节之间的十六进制的01和02的先后。但这里看不出是不是具体bit的先后。

• 下图中，8个一位元素的颠倒只证明了字节组内部元素之间的顺序会颠倒，但不能看出具体某个超过1bit的元素内部的所有bit位是否会颠倒。res1和doff同样只能证明前者，无法说明后者。

• 那如果是4个2bit元素的倒序，到底是只颠倒一个字节内元素间顺序不颠倒元素内顺序，还是既颠倒元素间顺序，又颠倒元素内顺序呢。其实，小元素（8bit以下）字节组内部的具体元素的倒序实际上就是按bit倒序（详见后文证明）。
• 现在，我们来看看如何探索在同一字节内的1bit以上，8bit以下小元素内部，小端机是否让每个元素内部倒序。
• 首先需要证明我的机器是小端机器。代码如下：

  int main(int argc, char **argv)
  {
      union {
          short s;
          char c[sizeof(short)];
      } un;//联合结构体
      un.s = 0x0102; //注意是十六进制
      if (sizeof(short) ==    2) {
          if (un.c[0] == 1 && un.c[1] == 2) {
              printf("big-endian\n");//地址从低到高读出的数字和实际数字相同
          }     else if (un.c[0] == 2 && un.c[1] == 1)
          {
              printf("little-endian\n");//地址从低到高读出的数字和实际数字相反
          } else {
              printf("unknown\n");
          }
      } else {
          printf("sizeof(short) = %d\n", sizeof(short));
      }
      exit(0);
  }
  

  结果：

 

• 可见的确是小端机器。
• 然后我们通过c++的bitset来看看具体的每个bit位的情况。方法是，设置一个8位的bitset元素，用字符串“11100100”来初始化，然后按0到7依次输出，若结果为00100111，则证明小端机会按bit取反字节；如果是11100100，则证明小端机不会按bit取反。
• 代码如下：

  #include 
  //#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
  #include 
  #include 
  
  using namespace std;
  
  int main(int argc, char const *argv[])
  {
  	string s = "11100100";
  	bitset<8> bit8(s);
  
  
  	for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
  		cout << bit8[i] << " ";
  	}
  
  	return 0;
  }

  结果：

事实证明，小端机器在对结构体内元素取反的时候——大元素间和字节级小元素组间及相互之间顺序固定，大元素内部的字节级小元素内部的具体bit位，会随着小端的方式按bit位全部取反。只是读取的时候，两种机器的读取顺序各自按照自己的方式，所以读出来的，每一个具体小元素，和大元素的每一个字节元素，对应另外一种机器的值是相同的，但相互的顺序是反的。