01 大端小端

计算机存储数据是按大端或者小端将数据保存在内存上. 一般处理器都只选择其中的一种, 通常intel和AMD处理器都是采用小端存储方式, 也有一些处理器是采用大端方式, 如果IBM公司的处理器.

小端储存 :

0x1003	0x78
0x1002	0x56
0x1001	0x34
0x1000	0x12

大端储存 :

0x1003	0x12
0x1002	0x34
0x1001	0x56
0x1000	0x78

大端跟小端存储数据的方式就不一样. 比如像0x12345678, 在两种方式的储存如上. 小端 : 将高字节放在高位, 低字节放在低位. 大端 : 将高字节放在低位, 低字节放在高位. 如果我们在传输数据的时候如果小端处理器传送给大端处理器, 那么在接收数据后都无法辨认数据究竟是什么, 所以为了保证数据可以在不同的存储方式上都能够被正确的接收, 规定网络传输是大端传输, 当数据接收到本地时再根据处理器储存数据的方式进行转化, 这样就保证接收后不会数据无法辨认.

验证本机的存储方式

大端还是小端的验证有很多种方法, 这里就简单的用两种方式来验证.

实验一

大端跟小端是在储存数据的方式上不一样, 就像0x12345678, 我们将其中的低字节取出来查看是0x12还是0x78就可以验证本机的使用的是小端还是大端了.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
	int i = 0x12345678;
	char ch = *(char *)&i;

	if(ch == 0x78)
		printf("小端\n");
	else
		printf("大端\n");
 
    exit(EXIT_SUCCESS);
}

我的电脑验证的是小端.

实验二

我们也可以用union来验证, 原理与上面一样的, 只是运用了union本身就是直接共用储存空间的.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

union tmp
{
    int i;
    char ch;
};

int main(int argc, char *argv[])
{
	union tmp t;
	t.i = 0x12345678;


	if(t.ch == 0x78)
		printf("小端\n");
	else
		printf("大端\n");
 
    exit(EXIT_SUCCESS);
}

大端和小端之间的转换

在网络编程中, 可以使用以下4个函数对数据在大小端之间进行转换.

#include <apra/inet.h>
	
uint32_t htonl(uint32_t);	// 本机字节转为网络字节(32位)
uint32_t ntohl(uint32_t);	// 网络字节转为本机字节(32位)

uint16_t htons(uint16_t);	// 本机字节转为网络字节(16位)
uint16_t ntohs(uint16_t);	// 网络字节转为本机字节(16位)

网络字节是大端方式. 上面函数的可以这样记 : h表示host(本机), n表示network(网络), to转换, l长字节, s短字节.

可以使用验证一下 :

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
	uint32_t l = 0x12345678;
	uint32_t ll = htonl(l);
	printf("ll = %x, l = %x\n", ll, l);	// ll = 78563412, l = 12345678
 
    exit(EXIT_SUCCESS);
}

完整代码 : 大端小端

总结

这里仅仅用简单的例子验证本机的大小端, 重点明白

• 大端, 小端的区别
• 网络字节是大端