浅析字节存储序列的大小端存储方式

<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>