如何在JavaScript中交换变量的字节序（端序）

Question

我正在接收和发送两个小端数字的十进制表示。 我想要：

• 将一个变量左移8位
• 对它们进行按位或运算
• 将一个变量向左移动指定位数
• 创建表示16位数字的前半部分和后半部分的2个8位数字。

JavaScript（根据https://developer.mozilla.org/en/JavaScript/Reference/Operators/Bitwise_Operators）在移位时使用大端表示......

对于我来说，字节序有点陌生（我只有90％的把握我的步骤是我想要的）。 所以交换有点令人眼花缭乱。 请帮帮我！我只需要知道如何以有效的方式交换顺序。（我只能想到使用toString（）返回值上的for循环）

- griotspeak

Answer 1

function swap16(val) {
    return ((val & 0xFF) << 8)
           | ((val >> 8) & 0xFF);
}

解释：

1. 假设val的值为0xAABB。
2. 使用0xFF进行&运算，得到最低位（LSB）：0xBB。
3. 向左移动该结果8位：结果为0xBB00。
4. 向右移动val 8位：结果为0xAA（LSB已从右侧“掉落”）。
5. 使用0xFF进行&运算，得到该结果的LSB：0xAA。
6. 通过|运算将步骤3和步骤5的结果组合在一起：
   0xBB00 | 0xAA 等于 0xBBAA。

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function swap32(val) {
    return ((val & 0xFF) << 24)
           | ((val & 0xFF00) << 8)
           | ((val >> 8) & 0xFF00)
           | ((val >> 24) & 0xFF);
}

解释：

1. 假设val的值为0xAABBCCDD。
2. 通过将val与0xFF进行&运算，掩码取得LSB：结果为0xDD。
3. 将该结果向左移动24位：结果为0xDD000000。
4. 通过将val与0xFF00进行&运算，掩码取得第二个字节：结果为0xCC00。
5. 将该结果向左移动8位：结果为0xCC0000。
6. 将val向右移动8位：结果为0xAABBCC（LSB从右侧“掉落”）。
7. 通过将该结果与0xFF00进行&运算，掩码取得第二个字节：结果为0xBB00。
8. 将val向右移动24位：结果为0xAA（除了MSB以外的所有位都从右侧“掉落”）。
9. 通过将该结果与0xFF进行&运算，掩码取得LSB：结果为0xAA。
10. 通过将步骤3、5、7和9的结果|运算在一起：
    0xDD000000 | 0xCC0000 | 0xBB00 | 0xAA得到0xDDCCBBAA。

- LukeH

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所以，这似乎可以工作...有没有简单明了的解释，还是我应该直接拿去用？ - griotspeak

@griotspeak：我已经编辑过来试图解释，虽然我怀疑你最好去阅读一下维基百科上有关字节序和位运算的文章。 - LukeH

好的，这实际上不是我想要的，但我觉得我表达不清楚。我需要对前8（或16？）位进行文字反转。我认为这个答案已经让我接近解决问题了。 - griotspeak

function swap8(val) { return ((val & 0x1) << 7) | ((val & 0x2) << 5) | ((val & 0x4) << 3) | ((val & 0x8) << 1) | ((val >> 1) & 0x8) | ((val >> 3) & 0x4) | ((val >> 5) & 0x2) | ((val >> 7) & 0x1); } 是我的最终解决方案 - griotspeak

如果有人需要帮助，仅使用swap16()函数无法正确处理有符号整数。我不得不将其与此链接中的代码结合起来才能使一切正常工作：((((val & 0xFF) << 8) | ((val >> 8) & 0xFF)) << 16) >> 16。 - martinez314

@whiskeyspider 已经提到了符号问题。这是我最终得出的结果：function swap16(val) { var x = ((val & 0xFF) << 8) | ((val >> 8) & 0xFF); if (x < 0) x = (x & 0x7FFF) + 0x8000; return x; } function swap32(val) { var x = ((val & 0xFF) << 24) | ((val & 0xFF00) << 8) | ((val >> 8) & 0xFF00) | ((val >> 24) & 0xFF); if (x < 0) x = (x & 0x7FFFFFFF) + 0x80000000; return x; } - sarme

Answer 2

这个函数可以用于在JS中改变字节序：

const changeEndianness = (string) => {
        const result = [];
        let len = string.length - 2;
        while (len >= 0) {
          result.push(string.substr(len, 2));
          len -= 2;
        }
        return result.join('');
}

changeEndianness('AA00FF1234'); /// '3412FF00AA'

- Mihey Mik

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使用字符串做得很棒！ - Joe Thomas

Answer 3

使用位移运算符 <<。例如：1 << 2 == 4。

我真的认为JavaScript的底层实现会使用它正在运行的平台使用的任何字节序。由于在JavaScript中无法直接访问内存，因此您永远不必担心数字在内存中的物理表示方式。无论字节顺序如何，位移整数值始终产生相同的结果。只有在使用指针查看内存中的单个字节时才会看到差异。

- Martin

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我现在手上有一个小端模式的十进制数表示，需要将它转换为另一种小端模式的十进制数表示。由于这个数值还需要用于驱动二进制显示器，因此转换过程非常重要。 - griotspeak

我认为我明白你的意思，并且在许多情况下，你是正确的。我得到和给出的数字是为了从左到右打开8个灯，因此，我将基本上查看单个字节。 - griotspeak

Answer 4

以下是一个用于大端和小端（以及反之）数组交换的一行代码。交换是在字节级别上使用 reverse 函数完成的。我猜对于大型数组来说，它比循环标量交换函数更有效率。

function swapbyte(x) {
    return new Float64Array(new Int8Array(x.buffer).reverse().buffer).reverse()
}

// Example
buf = new ArrayBuffer(16);        // for 2 float64 numbers
enBig = new Float64Array(buf);
enBig[0] = 3.2073756306779606e-192;
enBig[1] = 2.7604354232023903e+199;

enLittle = swapbyte(enBig)

// two famous numbers are revealed
console.log(enLittle)
// Float64Array [ 6.283185307179586, 2.718281828459045 ]

// swapping again yields the original input
console.log(swapbyte(enLittle))
// Float64Array [ 3.2073756306779606e-192, 2.7604354232023903e+199 ]

- Friedrich -- Слава Україні