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大小端字节序知识详解

2023-05-16

 计算机硬件有两种储存数据的方式： 大端字节序（ big endian ） 和 小端字节序（ little endian ） 。

举例：

    数值0x2211使用两个字节储存：高位字节是0x22，低位字节是0x11。

    大端字节序：高位字节在前，低位字节在后，这是人类读写数值的方法。

    小端字节序：低位字节在前，高位字节在后，即以0x1122形式储存。
    怎么去记才不会出错呢？
    其实只需要记住小端是低位字节存低位数据，高位字节存高位数据。(称为：低低高高)

同理：0x1234567的大端字节序和小端字节序的写法如下图：
    

    由图中可以看出：大端小端字节序最小单位为1字节，即8bit；大端字节序就是和我们平时写法的顺序一样，从低地址—>高地址写入0x01234567；而小端字节序就是和我们平时的写法反过来，因为字节序最小单位为1字节，所以从低地址—>高地址写入0x67452301。

      我一直不理解为什么要有字节序，每次读写都要区分，很麻烦！觉得统一使用大端字节序，就很方便。

读了一篇文章，解答了所有的疑问，首先，为什么要有小端字节序？
    原因是：计算机电路优先处理低位字节，效率比较高，因为计算机都是从低位开始的。所以计算机内部处理都是小端字节序。

    但是人类习惯读写大端字节序，所以除了计算机的内部处，其他的场理合都是大端字节序，比如网络传输和文件储存。

    计算机处理字节序的时候，不知道什么是高位字节，什么是低位字节。它只知道按顺序读取字节，先读入第一个字节，再读第二个字节。如果是大端字节序，先读到的是就是高位字节，后读到的就是低位字节。小端字节序正好相反。

    字节序的处理：只有读取的时候，才必须区分字节序，其他情况都不用考虑。
    
    字节序大小端的问题是各公司笔试题的热门，基本上每家公司都会考这样的题目，下面举几个例子，大家一起看一下：
1.如何用程序测试一个平台是大端模式，还是小端模式？
    这题目答案不唯一，有好多种方法都可以实现，我在这里就举两种方法吧，因为其实用那种方法，实现的思想都是一样的。
    ①利用union类型--可以利用union类型数据的特点：所有成员的起始地址一致，1存放在变量i的低位，当变量ch等于1时，就相当于将数据的低位存放到了内存的低地址处，即就是小端模式，反之就是大端模式，代码如下：

点击(此处)折叠或打开

  1. #include <stdio.h>
  3. union check
  4. {
  5.   int i;
  6.   char ch;
  7. }c;
  9. int main()
  10. {
  11.   c.i = 1;
  12.   c.ch == 1 ? printf("Little-endian/n") : printf("Big-endian/n");
  13.   return 0;
  14. }
    ②对int强制类型转换，首先取出变量i的地址，强制转换为char *类型，再用*访问，代表取地址长度为1的内容，当取出内容等于1时，就相当于将数据的低位存放到了内存的低地址处，即就是小端模式，反之就是大端模式，

点击(此处)折叠或打开

  1. #include <stdio.h>
  2. #include <stdlib.h>
  4. int main()
  5. {
  6.   int i = 1;
  7.   *(char *)&i == 1 ? printf("Little-endian/n") : printf("Big-endian/n");
  8.   return 0;
  9. }
   
下面再看一道比较难的题,因为不止涉及到大小端的问题，还涉及到强制类型转换的相关问题：

2.在X86系统下，分别在大端模式和小端模式下，下面函数的值是多少，为什么，请画图说明？
    int main()

    {

    int a[4] = {1, 2, 3, 4};

    int *ptr1 = (int *)(&a + 1);

    int *ptr2 = (int *)((int)a + 1);

    printf(“%x, %x”, ptr1[-1], *ptr2);

    return 0;

     }
    我们知道a表示数组首元素的首地址，(int *)(&a+1)就是把&a加1,再转化为int *，因为&a+1就指向a[5]了，ptr1[-1]又相当于ptr1指向了a[4]；

    还有(int)a+1就是把地址a转换int型加1,因为int类型是4个字节存储，(int)a+1就指向a[0]的第二个字节的指针了，如下图所示：


    所以小端模式时：ptr1[-1] = 0x04
                             *ptr2 = 0x2000000


    所以大端模式时：ptr1[-1] = 0x04
                             *ptr2 = 0x100

写的很棒！

转载自这里：

大小端字节序知识详解-帝国时代211-ChinaUnix博客

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