浅析字节存储序列的大小端存储方式

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<div id="article-content"> <h3>基础</h3> <p>内存地址是从低地址开始进行编号的,用16进制来进行编号,比如内存的开始地址(即低地址)0x0000,然后内存偏移以字节为单位,比如0x0001表示从0x0000位置偏移到后面1个字节,即偏移8bit.字节的高低位是俗成约定的,比如字节序列0x12345678,由于一个16进制的转为2进制占四个2进制(2^4=16,进制转换基础),那么0x12则可以转为8个二进制,也就是8bit=1byte,也就是1字节,回到字节的高低位的俗成约定,0x12为最高位,0x78为字节序列的最低位置</p> <h3>什么是大端和小端</h3> <p>Big-Endian和Little-Endian的定义如下: 1. Little-Endian就是低位字节排放在内存的低地址端,高位字节排放在内存的高地址端。 2. Big-Endian就是高位字节排放在内存的低地址端,低位字节排放在内存的高地址端。 举一个例子,比如数字0x12 34 56 78在内存中的表示形式为: - 大端模式:<br/> 低地址 —————–&gt; 高地址<br/> 0x12  |  0x34  |  0x56  |  0x78<br/> - 小端模式:<br/> 低地址 ——————&gt; 高地址<br/> 0x78  |  0x56  |  0x34  |  0x12</p> <h4>具体例子</h4> <p>16bit宽的数0x1234在Little-endian模式(以及Big-endian模式)CPU内存中的存放方式(假设从地址0x4000开始存放)为:</p> <table> <thead> <tr> <th>内存存放的起始地址</th> <th>小端模式存放内容</th> <th>大端模式存放内容</th> </tr> </thead> <tbody> <tr> <td>0x0000</td> <td>0x34</td> <td>0x12</td> </tr> <tr> <td>0x0001</td> <td>0x12</td> <td>0x34</td> </tr> </tbody> </table> <hr/> <p>32bit宽的数0x12345678在Little-endian模式以及Big-endian模式)CPU内存中的存放方式(假设从地址0x4000开始存放)为:</p> <table> <thead> <tr> <th>内存存放的起始地址</th> <th>小端模式存放内容</th> <th>大端模式存放内容</th> </tr> </thead> <tbody> <tr> <td>0x0000</td> <td>0x78</td> <td>0x12</td> </tr> <tr> <td>0x0001</td> <td>0x56</td> <td>0x34</td> </tr> <tr> <td>0x0002</td> <td>0x34</td> <td>0x56</td> </tr> <tr> <td>0x0003</td> <td>0x12</td> <td>0x78</td> </tr> </tbody> </table> <h3>大端小端没有谁优谁劣,各自优势便是对方劣势</h3> <p>小端模式 :强制转换数据不需要调整字节内容,1、2、4字节的存储方式一样。 大端模式 :符号位的判定固定为第一个字节,容易判断正负。</p> <h4>关于强制类型转换</h4> <p>内存地址不够存储 从低地址开始(因为转换后的存储空间没有高地址)则只存储能够存储到的那一部分 举例: 比如0x12345678 4个字节的int,转为2个字节的shot, 大端存储强转后0x1234,小端存储强转后0x7856(注意这里是7856不是5678 按字节为单位存储)</p> <h3>为什么会有大小端模式之分呢?</h3> <blockquote> <p>这是因为在计算机系统中,我们是以字节为单位的,每个地址单元都对应着一个字节,一个字节为8bit。但是在C语言中除了8bit的char之外,还有16bit的short型,32bit的long型(要看具体的编译器),另外,对于位数大于8位的处理器,例如16位或者32位的处理器,由于寄存器宽度大于一个字节,那么必然存在着一个如果将多个字节安排的问题。因此就导致了大端存储模式和小端存储模式。例如一个16bit的short型x,在内存中的地址为0x0010,x的值为0x1122,那么0x11为高字节,0x22为低字节。对于大端模式,就将0x11放在低地址中,即0x0010中,0x22放在高地址中,即0x0011中。小端模式,刚好相反。我们常用的X86结构是小端模式,而KEIL C51则为大端模式。很多的ARM,DSP都为小端模式。有些ARM处理器还可以由硬件来选择是大端模式还是小端模式。</p> </blockquote> <h3>如何判断机器的字节序</h3> <pre class="prettyprint linenums">BOOL IsBigEndian() { int a = 0x1234; char b = *(char *)&amp;a; //通过将int强制类型转换成char单字节,通过判断起始存储位置。即等于 取b等于a的低地址部分 if( b == 0x12) { return TRUE; } return FALSE; } </pre> <h3>起源引用</h3> <blockquote> <p>关于大端小端名词的由来,有一个有趣的故事,来自于Jonathan Swift的《格利佛游记》:Lilliput和Blefuscu这两个强国在过去的36个月中一直在苦战。战争的原因:大家都知道,吃鸡蛋的时候,原始的方法是打破鸡蛋较大的一端,可以那时的皇帝的祖父由于小时侯吃鸡蛋,按这种方法把手指弄破了,因此他的父亲,就下令,命令所有的子民吃鸡蛋的时候,必须先打破鸡蛋较小的一端,违令者重罚。然后老百姓对此法令极为反感,期间发生了多次叛乱,其中一个皇帝因此送命,另一个丢了王位,产生叛乱的原因就是另一个国家Blefuscu的国王大臣煽动起来的,叛乱平息后,就逃到这个帝国避难。据估计,先后几次有11000余人情愿死也不肯去打破鸡蛋较小的端吃鸡蛋。这个其实讽刺当时英国和法国之间持续的冲突。Danny Cohen一位网络协议的开创者,第一次使用这两个术语指代字节顺序,后来就被大家广泛接受。</p> </blockquote> <h3>Ref</h3> <ol> <li><a href="https://blog.csdn.net/ce123_zhouwei/article/details/6971544">https://blog.csdn.net/ce123_zhouwei/article/details/6971544</a></li> </ol> </div>

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