在网络编程中，我们经常需要处理 IP 地址和端口号等数据，这些数据需要在主机字节序（Host Byte Order）与网络字节序（Network Byte Order）之间进行转换。
什么是字节序？
字节序指的是多字节数据在内存中的存储顺序。
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主机字节序：不同的主机可能使用不同的字节序，如：
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小端序（Little Endian）：低字节在前，高字节在后（如 x86 架构）。
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大端序（Big Endian）：高字节在前，低字节在后。
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网络字节序：为了在不同主机之间通信，网络协议规定统一使用大端序（Big Endian）。
为了确保数据在网络传输中的一致性，我们需要进行字节序转换。
inet_ntoa
作用
inet_ntoa 将一个网络字节序的 IPv4 地址（二进制形式）转换为点分十进制字符串，方便人类阅读。
函数原型
#include <arpa/inet.h> // Linux/Unix
#include <winsock2.h> // Windows
char *inet_ntoa(struct in_addr in);参数
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in：一个struct in_addr类型的值，表示一个网络字节序的 IPv4 地址。
返回值
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返回一个指向静态分配内存的字符串，表示点分十进制的 IPv4 地址。
示例
#include <stdio.h>
#include <arpa/inet.h>int main() {struct in_addr addr;addr.s_addr = htonl(0x7F000001); // 127.0.0.1 的网络字节序char *ip_str = inet_ntoa(addr);printf("IP 地址: %s\n", ip_str); // 输出：IP 地址: 127.0.0.1return 0;
}注意事项
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inet_ntoa返回的字符串是静态分配的，因此多次调用会覆盖之前的结果。 -
仅支持 IPv4，不支持 IPv6。
htonl
作用
htonl（Host TO Network Long）将一个主机字节序的 32 位整数转换为网络字节序。
函数原型
#include <arpa/inet.h> // Linux/Unix
#include <winsock2.h> // Windows
uint32_t htonl(uint32_t hostlong);参数
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hostlong：一个 32 位整数（如 IPv4 地址或其他网络数据）。
返回值
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返回
hostlong转换为网络字节序后的值。
示例
#include <stdio.h>
#include <arpa/inet.h>int main() {uint32_t host_long = 0x7F000001; // 127.0.0.1 的主机字节序uint32_t net_long = htonl(host_long);printf("主机字节序: 0x%x\n", host_long); // 输出：主机字节序: 0x7f000001printf("网络字节序: 0x%x\n", net_long); // 输出：网络字节序: 0x0100007freturn 0;
}应用场景
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发送数据（如 IP 地址或端口号）到网络时，使用
htonl转换为网络字节序。
相关函数
inet_aton
作用
inet_aton 将一个点分十进制字符串表示的 IPv4 地址转换为网络字节序的二进制形式。
函数原型
#include <arpa/inet.h>
int inet_aton(const char *cp, struct in_addr *inp);参数
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cp：点分十进制字符串，如 "127.0.0.1"。 -
inp：指向struct in_addr的指针，用于存储转换后的网络字节序地址。
返回值
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成功返回非零，失败返回 0。
示例
#include <stdio.h>
#include <arpa/inet.h>int main() {struct in_addr addr;if (inet_aton("127.0.0.1", &addr)) {printf("网络字节序: 0x%x\n", addr.s_addr);} else {printf("转换失败\n");}return 0;
}ntohl
作用
ntohl（Network TO Host Long）将一个网络字节序的 32 位整数转换为主机字节序。
示例
#include <stdio.h>
#include <arpa/inet.h>int main() {uint32_t net_long = 0x0100007f;uint32_t host_long = ntohl(net_long);printf("主机字节序: 0x%x\n", host_long);return 0;
}htons 和 ntohs
作用
-
htons（Host TO Network Short）：将主机字节序的 16 位整数转换为网络字节序。 -
ntohs（Network TO Host Short）：将网络字节序的 16 位整数转换为主机字节序。
示例
#include <stdio.h>
#include <arpa/inet.h>int main() {uint16_t port = 8080;uint16_t net_port = htons(port);printf("网络字节序端口: 0x%x\n", net_port);uint16_t host_port = ntohs(net_port);printf("主机字节序端口: %u\n", host_port);return 0;
}inet_ntop 和 inet_pton
作用
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inet_ntop：将网络字节序的地址（支持 IPv4 和 IPv6）转换为字符串。 -
inet_pton：将字符串形式的地址（支持 IPv4 和 IPv6）转换为网络字节序。
示例
#include <stdio.h>
#include <arpa/inet.h>int main() {char str[INET6_ADDRSTRLEN];struct in6_addr ipv6_addr;// IPv6 字符串 -> 网络字节序inet_pton(AF_INET6, "::1", &ipv6_addr);// 网络字节序 -> IPv6 字符串inet_ntop(AF_INET6, &ipv6_addr, str, INET6_ADDRSTRLEN);printf("IPv6 地址: %s\n", str);return 0;
}总结
| 函数 | 作用 | 应用场景 |
|---|---|---|
inet_ntoa | 网络字节序 IPv4 转为点分十进制字符串 | 输出人类可读的 IP 地址 |
inet_aton | 点分十进制字符串转为网络字节序 IPv4 | 输入 IP 地址 |
htonl | 主机字节序 32 位整数转为网络字节序 | 发送数据前 |
ntohl | 网络字节序 32 位整数转为主机字节序 | 接收数据后 |
htons | 主机字节序 16 位整数（端口号）转为网络字节序 | 发送数据前 |
ntohs | 网络字节序 16 位整数（端口号）转为主机字节序 | 接收数据后 |