大端法(big endian) 小端法(small endian)

最新推荐文章于 2025-06-30 17:32:14 发布

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本文详细介绍了计算机中大端法与小端法的存储原理及其应用背景，包括各自的优缺点、转换方法及如何通过编程判断当前系统采用哪种字节序。

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基本概念

不管是大端法还是小端法存储，计算机在内存中存放数据的顺序都是从低地址到高地址，所不同的是首先取低字节的数据存放在低地址还是取高字节数据存放在低地址。
若首先取高字节的数据存放在低地址，则是大端法；
若首先取低字节的数据存放在低地址，则是小端法；

为什么会有大端法与小端法

答案是，计算机电路先处理低位字节，效率比较高，因为计算都是从低位开始的。所以，计算机的内部处理都是小端字节序。
但是，人类还是习惯读写大端字节序。所以，除了计算机的内部处理，其他的场合几乎都是大端字节序，比如网络传输和文件储存。

优缺点

大端小端没有谁优谁劣，各自优势便是对方劣势：
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：因为符号位的判定固定为第一个字节，容易判断正负。

转换

举例来说，处理器读入一个16位整数。如果是大端字节序，就按下面的方式转成值。
x = buf[offset] * 256 + buf[offset+1];
上面代码中，buf是整个数据块在内存中的起始地址，offset是当前正在读取的位置。第一个字节乘以256，再加上第二个字节，就是大端字节序的值，这个式子可以用逻辑运算符改写。

x = buf[offset]<<8 | buf[offset+1];

上面代码中，第一个字节左移8位（即后面添8个0），然后再与第二个字节进行或运算。
如果是小端字节序，用下面的公式转成值。

    x = buf[offset+1] * 256 + buf[offset];

32位整数的求值公式也是一样的。

大端字节序 
i = (data[3]<<0) | (data[2]<<8) | (data[1]<<16) | (data[0]<<24);

小端字节序 
i = (data[0]<<0) | (data[1]<<8) | (data[2]<<16) | (data[3]<<24);

程序验证

1.共用体

知道了大端和小端的定义，我们很容易写代码判断一个机器是大端还是小端：

int main(int argc, char* argv[])
{
       union w         
       {   
              int a;             
              char b; 
       }c;

       c.a = 0x0001;
       if(c.b==1)
              printf("small endian\n");
       else if(c.b==0)
              printf("big endian\n");
       else
              printf("error\n");
       return 0;
}

2.指针转换

int main(int argc, char *argv[])
{
    unsigned int num = 0xff;
    unsigned char *p = &num;
    if(*p == 0xff)
        printf("small endian\n");
    else if(*p == 0)
        printf("big endian\n");
    else
        printf("error\n");
    return 0;
}