为啥 to_be_bytes() 和 to_le_bytes() 与我在这里期望的相反？

Posted 2023-02-24

【中文标题】为啥 to_be_bytes() 和 to_le_bytes() 与我在这里期望的相反？

【英文标题】：Why does to_be_bytes() and to_le_bytes() do the opposite of what I expect here?为什么 to_be_bytes() 和 to_le_bytes() 与我在这里期望的相反？

【发布时间】：2021-04-16 18:49:09

【问题描述】：

也许问题应该是“为什么我希望 to_be_bytes() 和 to_le_bytes() 在这里做相反的事情？”，但无论如何，情况如下：

fn main() 
    let buf: [u8; 2048] // Buffer I use to receive UDP messages

    let (_, entry, _) = unsafe  buf[14..].align_to::<u16>() ;
    // In memory entry looks like: 00 44 16 15   21 04 03 5a   03 67 03 6a   03 64 88 91

    let [first, second] = entry[0].to_be_bytes();
    
    assert_eq!(first, 0x44);
    assert_eq!(second, 0x00);

不应该是相反的吗？大字节序不是像在内存中保留顺序一样吗？​​

【问题讨论】：

to_be_bytes() 在小端系统上将交换字节

【参考方案1】：

Big endian 意味着首先存储（或传输）高字节，即在最低地址。 Intel 处理器是小端的，这意味着低字节存储在低地址中。

每个都有一些优点，但通常首选大端，这就是为什么网络协议和可移植数据格式通常是大端的原因。为了与旧版本兼容，英特尔仍然是小端。一些 CPU 具有可以在两者之间切换的模式，但英特尔从未这样做过。

【讨论】：

如果我的系统是小端（有英特尔 CPU），那么为什么我在内存中看到的一切都是大端？例如，内存中的 16 是发送给我的真实 16（以 BCD 格式）。此外，在我的示例中，如果我希望 first 在设备间始终保持为0x00，我是否必须使用 to_ne_bytes()？

@Blue 您正在查看一大块原始字节。当然，字节的顺序与您收到它们的顺序相同。只有当您将这些字节解释为大于字节时，字节序才会发挥作用。如果您只逐字节查看数据，那么它在每个架构上看起来都是一样的。

align_to 将以本机格式对 0x00 0x44 进行分组，对于 Intel 来说，低字节在前，高字节在后 = 0x4400。 to_be_bytes 将首先提取高（大端）字节（0x44），然后是低字节（0x00）。在转换为 u16 之前，您可能希望按照架构所需的方式获取字节顺序。

【参考方案2】：

很难确切知道您的期望出了什么问题，但我会尝试解释这里发生了什么。

当您执行buf.align_to() 时，不会进行任何转换，字节会按原样重新解释。所以entry[0]（假设它是对齐的）将作为00 44存储在内存中。你的系统很可能是一个小端架构，所以entry[0] 的值是17408。

fn main() 
    let buf = [0x00, 0x44];
    let result = u16::from_ne_bytes(buf); // also doesn't try to reinterpret bytes
    assert_eq!(result, 17408);

所以现在，entry[0] 是一个代表值 17408 的小端系统上的 u16。要使用大端表示获得相同的值，就像 to_be_bytes() 所做的那样，它将交换字节。

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鉴于您的网络通信用例通常以大端顺序编码值，您可能希望使用entry[0].from_be() 来获得68 的正确值。

【讨论】：

我没有使用 from 函数。我正在使用 to 函数。

我会以不同的方式回答...如果您希望[first, second] 始终匹配与缓冲区中的字节顺序匹配的entry[0] 的字节顺序，请使用to_ne_bytes()。跨度>