详解C语言的htons和htonl函数、大尾端、小尾端

在Linux和Windows网络编程时需要用到htons和htonl函数，用来将主机字节顺序转换为网络字节顺序。

在Intel机器下，执行以下程序

int main()
{
   printf("%d /n",htons(16));

      return 0;
}

得到的结果是4096，初一看感觉很怪。

解释如下，数字16的16进制表示为0x0010，数字4096的16进制表示为0x1000。 由于Intel机器是小尾端，存储数字16时实际顺序为1000，存储4096时实际顺序为0010。因此在发送网络包时为了报文中数据为0010，需要经过htons进行字节转换。如果用IBM等大尾端机器，则没有这种字节顺序转换，但为了程序的可移植性，也最好用这个函数。

另外用注意，数字所占位数小于或等于一个字节（8 bits）时，不要用htons转换。这是因为对于主机来说，大小尾端的最小单位为字节(byte)。

什么是大端模式(big-endian)，为什么使用大端模式(big-endian)。

uint16_t htons(uint16_t hostshort);
　　htons的功能：将一个无符号短整型数值转换为网络字节序，即大端模式(big-endian)
　　参数u_short hostshort: 16位无符号整数
　　返回值:TCP / IP网络字节顺序
　　htons 是把你机器上的整数转换成“网络字节序”， 网络字节序是 big-endian，也就是整数的高位字节存放在内存的低地址处。 而我们常用的 x86 CPU (intel, AMD) 电脑是 little-endian,也就是整数的低位字节放在内存的低字节处。举个例子吧。假定你的port是0x1234,在网络字节序里 这个port放到内存中就应该显示成addr addr+1，也就是：0x12 0x34；而在x86电脑上，0x1234放到内存中实际是：addr addr+1，也就是：0x34 0x12。htons 的用处就是把实际内存中的整数存放方式调整成“网络字节序”的方式。

第一个问题：为什么使用两个字节，也就是16位来存储。

　　这个简单一些，因为一个字节只能存储8位2进制数，而计算机的端口数量是65536个，也就是2^16，两个字节。

第二个为题：为什么计算机需要大端模式和小端模式？

　　小端模式 ：强制转换数据不需要调整字节内容，1、2、4字节的存储方式一样。
　　大端模式 ：符号位的判定固定为第一个字节，容易判断正负。

    big endian：大尾端，也称大端（高位）优先存储。

    little endian：小尾端，也称小端（低位）优先存储。

 

   如下00000000 00000000 00000000 00000001的存储

       

    大尾端： 00000000 00000000 00000000 00000001

           addr+0    addr+1     addr+2   addr+3     //先存高有效位（在低地址）

  

   小尾端： 00000001 00000000 00000000 00000000

           addr+0    addr+1     addr+2   addr+3     //先存低有效位（在低地址）

 

   故要判断机器的体系结构是大尾端还是小尾端，以下程序可以完成任务：

  

   

#include <stdio.h>
int main()
{
    int tt = 1;
    char *c = (char*)(&tt);
    if(*c == 1)
    {
        printf("litte endian\n");
    }
    else
    {
        printf("big endian\n");
    }
    return 0;
}


大小尾端数据间的相互转换

/*
      usage: to convert between the form of big-endian and little-endian
      author: ydzhang
      date: 2008年12月6日20:23:48
*/
#include <stdio.h>
typedef unsigned int u32;
typedef unsigned short u16;

#define BSWAP_16(x) \
        (u16) ( ((((u16)(x) & 0x00ff)) << 8) \
        | (((u16)(x) & 0xff00) >> 8) )

u16 bswap_16(u16 x)
{
    return ((x & 0x00ff) << 8) | ((x & 0xff00) >> 8);
}

u32 bswap_32(u32 x)
{
    return ((x & 0x000000ff) << 24) |
           ((x & 0x0000ff00) << 8) |
           ((x & 0x00ff0000) >> 8) |
           ((x & 0xff000000) >> 24);
}

int main()
{
     u16 num_16 = 0x1234;
     u32 num_32 = 0x12345678;

printf("%x\n", bswap_16(num_16));
    printf("%x\n", BSWAP_16(num_16));
    printf("%x\n", bswap_32(num_32));
    return 0;
}