ポータブルな方法で整数からリトルエンディアンに変換する方法

Question

ポータブルな方法で整数をリトルエンディアンに/からリトルエンディアンに変換するにはどうすればよいのでしょうか。

これにはライブラリがありますか？

htonl and ntohlを使用して、ビッグエンディアンを（リミテッドから）リトルエンディアンに変換できますが、効率的ではありません。

Answer 1

移植可能な方法は、ビットシフトとマスクを適切なサイズの文字列に使用することです。あなたがエンディアンに気を付ける必要があるのは、システム間でバイトを転送するときだけです。

不要な変換（リトルエンディアンアーキテクチャのリトルエンディアンに変換するなど）を避けたい場合は、コンパイル時に完全に移植可能な方法はありません。しかし、実行時に、変換関数のセットを動的に選択することができます。

これには、コードをインライン化できないという欠点があります。変換をポータブルな方法で記述し、テンプレートやインライン展開を使用する方が効率的かもしれません。準ポータブルのコンパイル時のチェックと組み合わせると、おなじみのものとほぼ同じです。

さらに読む：Detecting Endiannessコンパイル時。

Answer 2

これは大きな質問です。 constexpr式を使用してコンパイル時にエンディアンを判別する方法があるかどうかを確認するメッセージが表示されました。

プリプロセッサトリックがなければ、constexprコンテキストで評価するときに、整数をバイトのシーケンスに変換する方法がないため（キャストまたはユニオンを使用して）、プリプロセッサのトリックがないことが判明しました。

しかしそれはgccのでは、簡単な実行時のチェックは-O2でコンパイルすると離れて最適化されたので、これは実際には最適な効率的で取得していることがわかる：

#include <cstdint> 
#include <iostream> 

constexpr bool is_little_endian() 
{ 
    union endian_tester { 
     std::uint16_t n; 
     std::uint8_t p[4]; 
    }; 

    constexpr endian_tester sample = {0x0102}; 
    return sample.p[0] == 0x2; 
} 

template<class Int> 
Int to_little_endian(Int in) 
{ 
    if (is_little_endian()) { 
    return in; 
    } 
    else { 
    Int out = 0; 
    std::uint8_t* p = reinterpret_cast<std::uint8_t*>(std::addressof(out)); 
    for (std::size_t byte = 0 ; byte < sizeof(in) ; ++byte) 
    { 
     auto part = (in >> (byte * 8)) & 0xff; 
     *p++ = std::uint8_t(part); 
    } 

    return out; 
    } 
} 

int main() 
{ 
    auto x = to_little_endian(10); 
    std::cout << x << std::endl; 
} 

にコンパイルするときに、ここでアセンブラ出力ですインテル（リトルエンディアン）プラットフォーム：

main: 
     subq $8, %rsp 
# 
# here is the call to to_little_endian() 
# 

     movl $10, %esi 
# 
# that was it - it's been completely optimised away 
# 

     movl std::cout, %edi 
     call std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >::operator<<(int) 
     movq %rax, %rdi 
     call std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >& std::endl<char, std::char_traits<char> >(std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >&) 
     xorl %eax, %eax 
     addq $8, %rsp 
     ret