位运算符和“字节序”答案

【问题标题】：Bitwise operators and "endianness"位运算符和“字节序”
【发布时间】：2010-11-05 16:58:53
【问题描述】：

endianness 与按位运算有关系吗？ logical 或转移？

我正在做有关按位运算符的作业，但我无法对其进行正面或反面，而且我认为我对字节序非常感兴趣。也就是说，我正在使用一个小端机器（就像大多数机器一样），但这是否需要考虑或者这是一个浪费的事实？

如果重要的话，我使用的是 C。

【问题讨论】：

复制：stackoverflow.com/questions/7184789/…
恕我直言，这些问题略有不同。这个问题就像“128 << 2 == 512 在任何 CPU 上吗？”，这个问题就像“128 << 2 在任何 CPU 上都布置成0x02 0x00？”。

【解决方案1】：

您没有指定一种语言，但通常情况下，诸如 C 之类的编程语言在位运算中抽象了字节顺序。所以不，在按位运算中并不重要。

【讨论】：

【解决方案2】：

字节序仅对内存中数据的布局很重要。一旦要操作的处理器加载数据，字节顺序就完全无关紧要了。无论字节顺序如何，移位、按位运算等都按您预期的方式执行（数据按逻辑从低位到高位排列）。

【讨论】：

逻辑上不应该是“高位到低位”吗？
@legends2k: 有同样的想法
@legends2k：是的。左移 = 乘以 2 的幂。右移 = 除以 2 的幂（舍入不同于负值的整数除法）。
@JoshC：不，PDP-10 只会按照在数据上逻辑定义的方式执行操作，而不管其内存/寄存器中的确切位置。考虑一下：当您添加两个 32 位整数时，您不必担心处理器必须转换数据才能使加法工作（也不必担心硬件中字节中的位顺序）- ALU 只是做“正确的事情”，因为它的连接方式与其硬件兼容。移位是相同的方式——它们以抽象出硬件的字节/位顺序细节的方式对数据进行操作。
@JoshC: (cont.) 而在 C 中，移位运算符的定义方式更加抽象：它们是根据它们产生的值来定义的，而不是根据它们移动底层位的方式（因此，如果您在某个晦涩的平台上，其中硬件位移指令会产生无效的位布局，例如您已将值位转换为填充位，则需要符合要求的编译器据我了解，生成解决该问题的说明）。

【解决方案3】：

位运算符抽象出字节序。例如，>> 运算符总是将位移向最低有效位。但是，这并不意味着在使用它们时完全忽略字节序是安全的，例如，在处理较大结构中的单个字节时，您不能总是假设它们会落在同一个位置。

short temp = 0x1234;
temp = temp >> 8;

// on little endian, c will be 0x12, on big endian, it will be 0x0
char c=((char*)&temp)[0];

为了澄清，我对这里的其他答案没有基本的分歧。我要强调的一点是，尽管位运算符本质上是字节序中性的，但您不能忽略代码中字节序的影响，尤其是与其他运算符结合使用时。

【讨论】：

【解决方案4】：

正如其他人所提到的，移位由 C 语言规范定义并且与字节顺序无关，但右移位的实现可能会有所不同，具体取决于架构使用的是补码还是补码算法。

【讨论】：

【解决方案5】：

这取决于。无需将数字转换为新类型，您可以透明地处理字节顺序。

但是，如果您的操作涉及一些新的类型转换，请谨慎行事。

例如，如果您想右移一些位并（显式或不显式地）转换为新类型，字节序很重要！

要测试您的字节顺序，您可以简单地将 int 转换为 char：

int i = 1;

char *ptr;

...

ptr = (char *) &i;  //Cast it here

return  (*ptr);

【讨论】：

...或者创建一个联合...{union { int i = 1; char a[4];} b;return b.a[3] == 1;} //big endian