BIG-ENDIAN（大字節(jié)序、高字節(jié)序）
LITTLE-ENDIAN（小字節(jié)序、低字節(jié)序）
主機(jī)字節(jié)序
網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序
JAVA字節(jié)序
1．BIG-ENDIAN、LITTLE-ENDIAN跟多字節(jié)類(lèi)型的數(shù)據(jù)有關(guān)的比如int,short,long型，而對(duì)單字節(jié)數(shù)據(jù)byte卻沒(méi)有影響。BIG-ENDIAN就是低位字節(jié)排放在內(nèi)存的低端，高位字節(jié)排放在內(nèi)存的高端。而LITTLE-ENDIAN正好相反。
比如 int a = 0x05060708
在BIG-ENDIAN的情況下存放為：
字節(jié)號(hào) 0 1 2 3
數(shù)據(jù) 05 06 07 08
在LITTLE-ENDIAN的情況下存放為：
字節(jié)號(hào) 0 1 2 3
數(shù)據(jù) 08 07 06 05
2．BIG-ENDIAN、LITTLE-ENDIAN、跟CPU有關(guān)的，每一種CPU不是BIG-ENDIAN就是LITTLE-ENDIAN、。IA架構(gòu)的CPU中是Little-Endian，而PowerPC 、SPARC和Motorola處理器。這其實(shí)就是所謂的主機(jī)字節(jié)序。而網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序是指數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上傳輸時(shí)是大頭還是小頭的，在Internet的網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序是BIG-ENDIAN。所謂的JAVA字節(jié)序指的是在JAVA虛擬機(jī)中多字節(jié)類(lèi)型數(shù)據(jù)的存放順序，JAVA字節(jié)序也是BIG-ENDIAN。
3．所以在用C/C++寫(xiě)通信程序時(shí)，在發(fā)送數(shù)據(jù)前務(wù)必用htonl和htons去把整型和短整型的數(shù)據(jù)進(jìn)行從主機(jī)字節(jié)序到網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序的轉(zhuǎn)換，而接收數(shù)據(jù)后對(duì)于整型和短整型數(shù)據(jù)則必須調(diào)用ntohl和ntohs實(shí)現(xiàn)從網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序到主機(jī)字節(jié)序的轉(zhuǎn)換。如果通信的一方是JAVA程序、一方是C/C++程序時(shí)，則需要在C/C++一側(cè)使用以上幾個(gè)方法進(jìn)行字節(jié)序的轉(zhuǎn)換，而JAVA一側(cè)，則不需要做任何處理，因?yàn)镴AVA字節(jié)序與網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序都是BIG-ENDIAN，只要C/C++一側(cè)能正確進(jìn)行轉(zhuǎn)換即可（發(fā)送前從主機(jī)序到網(wǎng)絡(luò)序，接收時(shí)反變換）。如果通信的雙方都是JAVA，則根本不用考慮字節(jié)序的問(wèn)題了。
4．如果網(wǎng)絡(luò)上全部是PowerPC,SPARC和Motorola CPU的主機(jī)那么不會(huì)出現(xiàn)任何問(wèn)題，但由于實(shí)際存在大量的IA架構(gòu)的CPU，所以經(jīng)常出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤。
5．文章開(kāi)頭所提出的問(wèn)題，就是因?yàn)槌绦蜻\(yùn)行在X86架構(gòu)的PC SERVER上，發(fā)送數(shù)據(jù)的一端用C實(shí)現(xiàn)的，接收一端是用JAVA實(shí)現(xiàn)的，而發(fā)送端在發(fā)送數(shù)據(jù)前未進(jìn)行從主機(jī)字節(jié)序到網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序的轉(zhuǎn)換，這樣接收端接收到的是LITTLE-ENDIAN的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)解釋自然出錯(cuò)。
具體數(shù)據(jù)如下，實(shí)際發(fā)送的數(shù)據(jù)為23578
發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)： 1A 5C
接收端接收到數(shù)據(jù)后，按BIG-ENDIAN進(jìn)行解釋具體數(shù)據(jù)是多少？你們自己去計(jì)算并比較吧！
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Big Endian and Little Endian
談到字節(jié)序的問(wèn)題，必然牽涉到兩大CPU派系。那就是Motorola的PowerPC系列CPU和Intel的x86系列CPU。PowerPC系列采用big endian方式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，而x86系列則采用little endian方式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。那么究竟什么是big endian，什么又是little endian呢？
其實(shí)big endian是指低地址存放最高有效字節(jié)（MSB），而little endian則是低地址存放最低有效字節(jié)（LSB），即常說(shuō)的低位在先，高位在后。
用文字說(shuō)明可能比較抽象，下面用圖像加以說(shuō)明。比如數(shù)字0x12345678在兩種不同字節(jié)序CPU中的存儲(chǔ)順序如下所示：
Big Endian
低地址 高地址
----------------------------------------->
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| 12 | 34 | 56 | 78 |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
Little Endian
低地址 高地址
----------------------------------------->
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| 78 | 56 | 34 | 12 |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
從上面兩圖可以看出，采用big endian方式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)是符合我們?nèi)祟?lèi)的思維習(xí)慣的。而little endian，!@#$%^&*，見(jiàn)鬼去吧 -_-|||
為什么要注意字節(jié)序的問(wèn)題呢？你可能這么問(wèn)。當(dāng)然，如果你寫(xiě)的程序只在單機(jī)環(huán)境下面運(yùn)行，并且不和別人的程序打交道，那么你完全可以忽略字節(jié)序的存在。但是，如果你的程序要跟別人的程序產(chǎn)生交互呢？尤其是當(dāng)你把你在微機(jī)上運(yùn)算的結(jié)果運(yùn)用到計(jì)算機(jī)群上去的話(huà)。在這里我想說(shuō)說(shuō)兩種語(yǔ)言。C/C++語(yǔ)言編寫(xiě)的程序里數(shù)據(jù)存儲(chǔ)順序是跟編譯平臺(tái)所在的CPU相關(guān)的，而JAVA編寫(xiě)的程序則唯一采用big endian方式來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。試想，如果你用C/C++語(yǔ)言在x86平臺(tái)下編寫(xiě)的程序跟別人的JAVA程序互通時(shí)會(huì)產(chǎn)生什么結(jié)果？就拿上面的 0x12345678來(lái)說(shuō)，你的程序傳遞給別人的一個(gè)數(shù)據(jù)，將指向0x12345678的指針傳給了JAVA程序，由于JAVA采取big endian方式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，很自然的它會(huì)將你的數(shù)據(jù)翻譯為0x78563412。什么？竟然變成另外一個(gè)數(shù)字了？是的，就是這種后果。因此，在你的C程序傳給JAVA程序之前有必要進(jìn)行字節(jié)序的轉(zhuǎn)換工作。
無(wú)獨(dú)有偶，所有網(wǎng)絡(luò)協(xié)議也都是采用big endian的方式來(lái)傳輸數(shù)據(jù)的。所以有時(shí)我們也會(huì)把big endian方式稱(chēng)之為網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序。當(dāng)兩臺(tái)采用不同字節(jié)序的主機(jī)通信時(shí)，在發(fā)送數(shù)據(jù)之前都必須經(jīng)過(guò)字節(jié)序的轉(zhuǎn)換成為網(wǎng)絡(luò)字節(jié)序后再進(jìn)行傳輸。ANSI C中提供了四個(gè)轉(zhuǎn)換字節(jié)序的宏。
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/**
* 通信格式轉(zhuǎn)換
*
* Java和一些windows編程語(yǔ)言如c、c++、delphi所寫(xiě)的網(wǎng)絡(luò)程序進(jìn)行通訊時(shí)，需要進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換
* 高、低字節(jié)之間的轉(zhuǎn)換
* windows的字節(jié)序?yàn)榈妥止?jié)開(kāi)頭
* linux,unix的字節(jié)序?yàn)楦咦止?jié)開(kāi)頭
* java則無(wú)論平臺(tái)變化，都是高字節(jié)開(kāi)頭
*/
public class FormatTransfer {
/**
* 將int轉(zhuǎn)為低字節(jié)在前，高字節(jié)在后的byte數(shù)組
* @param n int
* @return byte[]
*/
public static byte[] toLH(int n) {
byte[] b = new byte[4];
b[0] = (byte) (n & 0xff);
b[1] = (byte) (n >> 8 & 0xff);
b[2] = (byte) (n >> 16 & 0xff);
b[3] = (byte) (n >> 24 & 0xff);
return b;
}
/**
* 將int轉(zhuǎn)為高字節(jié)在前，低字節(jié)在后的byte數(shù)組
* @param n int
* @return byte[]
*/
public static byte[] toHH(int n) {
byte[] b = new byte[4];
b[3] = (byte) (n & 0xff);
b[2] = (byte) (n >> 8 & 0xff);
b[1] = (byte) (n >> 16 & 0xff);
b[0] = (byte) (n >> 24 & 0xff);
return b;
}
/**
* 將short轉(zhuǎn)為低字節(jié)在前，高字節(jié)在后的byte數(shù)組
* @param n short
* @return byte[]
*/
public static byte[] toLH(short n) {
byte[] b = new byte[2];
b[0] = (byte) (n & 0xff);
b[1] = (byte) (n >> 8 & 0xff);
return b;
}
/**
* 將short轉(zhuǎn)為高字節(jié)在前，低字節(jié)在后的byte數(shù)組
* @param n short
* @return byte[]
*/
public static byte[] toHH(short n) {
byte[] b = new byte[2];
b[1] = (byte) (n & 0xff);
b[0] = (byte) (n >> 8 & 0xff);
return b;
}
/**
* 將將int轉(zhuǎn)為高字節(jié)在前，低字節(jié)在后的byte數(shù)組
public static byte[] toHH(int number) {
int temp = number;
byte[] b = new byte[4];
for (int i = b.length - 1; i > -1; i--) {
b = new Integer(temp & 0xff).byteValue();
temp = temp >> 8;
}
return b;
}
public static byte[] IntToByteArray(int i) {
byte[] abyte0 = new byte[4];
abyte0[3] = (byte) (0xff & i);
abyte0[2] = (byte) ((0xff00 & i) >> 8);
abyte0[1] = (byte) ((0xff0000 & i) >> 16);
abyte0[0] = (byte) ((0xff000000 & i) >> 24);
return abyte0;
}
*/
/**
* 將float轉(zhuǎn)為低字節(jié)在前，高字節(jié)在后的byte數(shù)組
*/
public static byte[] toLH(float f) {
return toLH(Float.floatToRawIntBits(f));
}
/**
* 將float轉(zhuǎn)為高字節(jié)在前，低字節(jié)在后的byte數(shù)組
*/
public static byte[] toHH(float f) {
return toHH(Float.floatToRawIntBits(f));
}
/**
* 將String轉(zhuǎn)為byte數(shù)組
*/
public static byte[] stringToBytes(String s, int length) {
while (s.getBytes().length < length) {
s += " ";
}
return s.getBytes();
}
/**
* 將字節(jié)數(shù)組轉(zhuǎn)換為String
* @param b byte[]
* @return String
*/
public static String bytesToString(byte[] b) {
StringBuffer result = new StringBuffer("");
int length = b.length;
for (int i=0; i<length; i++) {
result.append((char)(b & 0xff));
}
return result.toString();
}
/**
* 將字符串轉(zhuǎn)換為byte數(shù)組
* @param s String
* @return byte[]
*/
public static byte[] stringToBytes(String s) {
return s.getBytes();
}
/**
* 將高字節(jié)數(shù)組轉(zhuǎn)換為int
* @param b byte[]
* @return int
*/
public static int hBytesToInt(byte[] b) {
int s = 0;
for (int i = 0; i < 3; i++) {
if (b >= 0) {
s = s + b;
} else {
s = s + 256 + b;
}
s = s * 256;
}
if (b[3] >= 0) {
s = s + b[3];
} else {
s = s + 256 + b[3];
}
return s;
}
/**
* 將低字節(jié)數(shù)組轉(zhuǎn)換為int
* @param b byte[]
* @return int
*/
public static int lBytesToInt(byte[] b) {
int s = 0;
for (int i = 0; i < 3; i++) {
if (b[3-i] >= 0) {
s = s + b[3-i];
} else {
s = s + 256 + b[3-i];
}
s = s * 256;
}
if (b[0] >= 0) {
s = s + b[0];
} else {
s = s + 256 + b[0];
}
return s;
}
/**
* 高字節(jié)數(shù)組到short的轉(zhuǎn)換
* @param b byte[]
* @return short
*/
public static short hBytesToShort(byte[] b) {
int s = 0;
if (b[0] >= 0) {
s = s + b[0];
} else {
s = s + 256 + b[0];
}
s = s * 256;
if (b[1] >= 0) {
s = s + b[1];
} else {
s = s + 256 + b[1];
}
short result = (short)s;
return result;
}
/**
* 低字節(jié)數(shù)組到short的轉(zhuǎn)換
* @param b byte[]
* @return short
*/
public static short lBytesToShort(byte[] b) {
int s = 0;
if (b[1] >= 0) {
s = s + b[1];
} else {
s = s + 256 + b[1];
}
s = s * 256;
if (b[0] >= 0) {
s = s + b[0];
} else {
s = s + 256 + b[0];
}
short result = (short)s;
return result;
}
/**
* 高字節(jié)數(shù)組轉(zhuǎn)換為float
* @param b byte[]
* @return float
*/
public static float hBytesToFloat(byte[] b) {
int i = 0;
Float F = new Float(0.0);
i = ((((b[0]&0xff)<<8 | (b[1]&0xff))<<8) | (b[2]&0xff))<<8 | (b[3]&0xff);
return F.intBitsToFloat(i);
}
/**
* 低字節(jié)數(shù)組轉(zhuǎn)換為float
* @param b byte[]
* @return float
*/
public static float lBytesToFloat(byte[] b) {
int i = 0;
Float F = new Float(0.0);
i = ((((b[3]&0xff)<<8 | (b[2]&0xff))<<8) | (b[1]&0xff))<<8 | (b[0]&0xff);
return F.intBitsToFloat(i);
}
/**
* 將byte數(shù)組中的元素倒序排列
*/
public static byte[] bytesReverseOrder(byte[] b) {
int length = b.length;
byte[] result = new byte[length];
for(int i=0; i<length; i++) {
result[length-i-1] = b;
}
return result;
}
/**
* 打印byte數(shù)組
*/
public static void printBytes(byte[] bb) {
int length = bb.length;
for (int i=0; i<length; i++) {
System.out.print(bb + " ");
}
System.out.println("");
}
public static void logBytes(byte[] bb) {
int length = bb.length;
String ut = "";
for (int i=0; i<length; i++) {
ut = out + bb + " ";
}
}
/**
* 將int類(lèi)型的值轉(zhuǎn)換為字節(jié)序顛倒過(guò)來(lái)對(duì)應(yīng)的int值
* @param i int
* @return int
*/
public static int reverseInt(int i) {
int result = FormatTransfer.hBytesToInt(FormatTransfer.toLH(i));
return result;
}
/**
* 將short類(lèi)型的值轉(zhuǎn)換為字節(jié)序顛倒過(guò)來(lái)對(duì)應(yīng)的short值
* @param s short
* @return short
*/
public static short reverseShort(short s) {
short result = FormatTransfer.hBytesToShort(FormatTransfer.toLH(s));
return result;
}
/**
* 將float類(lèi)型的值轉(zhuǎn)換為字節(jié)序顛倒過(guò)來(lái)對(duì)應(yīng)的float值
* @param f float
* @return float
*/
public static float reverseFloat(float f) {
float result = FormatTransfer.hBytesToFloat(FormatTransfer.toLH(f));
return result;
}
}