面试题：C语言中网络字节序转换函数的使用

Question

在Linux环境下，C语言提供了哪些函数用于网络字节序和主机字节序的转换？请举例说明如何将一个32位的整数从主机字节序转换为网络字节序，并简要解释这些函数的工作原理。

Answer 1

在Linux环境下，C语言提供了以下函数用于网络字节序和主机字节序的转换：

1. htonl()：将32位整数从主机字节序转换为网络字节序（大端序）。
2. htons()：将16位整数从主机字节序转换为网络字节序（大端序）。
3. ntohl()：将32位整数从网络字节序转换为主机字节序。
4. ntohs()：将16位整数从网络字节序转换为主机字节序。

示例代码将一个32位的整数从主机字节序转换为网络字节序：

#include <stdio.h>
#include <arpa/inet.h>

int main() {
    uint32_t host_num = 0x12345678;
    uint32_t net_num;

    net_num = htonl(host_num);

    printf("Host byte order: 0x%08x\n", host_num);
    printf("Network byte order: 0x%08x\n", net_num);

    return 0;
}

这些函数的工作原理：

• htonl() 和 htons()：
  • 主机字节序可能是大端序（Big - Endian）或小端序（Little - Endian），而网络字节序规定为大端序。
  • htonl() 函数将32位的主机字节序整数，按照网络字节序（大端序）重新排列字节顺序后返回。例如，如果主机是小端序，0x12345678 在内存中存储为 78 56 34 12，经过 htonl() 转换后变为 12 34 56 78。
  • htons() 同理，只是针对16位整数。
• ntohl() 和 ntohs()：
  • 作用与上面两个函数相反，将网络字节序（大端序）的整数转换为主机字节序。如果主机是小端序，ntohl() 会将 12 34 56 78 转换回 78 56 34 12。