大端模式和小端模式

一、什么是大端(Big_Endian)和小端(Little_Endian)

1)大端模式(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。

2)小端模式(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。

举个例子:比如

对于16bit宽的数0x1234在小端和大端模式中CPU内存中的存放方式(假设从地址0X4000开始存放)为:

内存地址

小端模式存放

大端模式存放

0X4000

0x34

0x12

0X4001

0x12

0x34


32bit宽的数0x12345678在小端和大端模式中CPU内存中的存放方式(假设从地址0X4000开始存放)为:

内存地址

小端模式存放

大端模式存放

0x4000

0x78

0x12

0x4001

0x56

0x34

0x4002

0x34

0x56

0x4003

0x12

0x78


二、如何判断机器的字节序:

主要有两种方式:

1)编写一个小函数来判断:返回值为TRUE则为大端模式,否则为小端模式

#include<iostream>
using namespace std;

bool CheckPattern()
{
	int a=0x12345678;
	char *b=(char*)&a;//char类型占一字节内存,int类型占四个字节,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中的内容,来判断字节存储模式。
	if(*b==0x12)
	{
		return true;
	}
	return false;
}

int main()
{
	if(CheckPattern())
	{
		cout<<"小端模式!!"<<endl;
	}
	else cout<<"大端模式!!"<<endl;
	return 0;
}
2)利用联合体的性质:共同体每一个成员共享内存空间,一个共同体的长度等于各成员中最长的长度。并且union的存放顺序是所有成员都从低地址开始存放,因而可以利用这种特性判断字节在内存中的存储模式:返回值为TRUE则为大端模式,否则为小端模式

#include<iostream>
using namespace std;

bool CheckPattern()
{
	union Unit
	{
		int a;
		char b;
	}unit;
	unit.a=0x12345678;
	if(unit.b==0x12)
	{
		return true;
	}
	else return false;
}

int main()
{
	if(CheckPattern())
	{
		cout<<"小端模式!!"<<endl;
	}
	else cout<<"大端模式!!"<<endl;
	return 0;
}
三、为什么有大小端之分(摘自百度百科)

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何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。






### 大端存储与小端存储的概念及其区别 #### 概念 在计算机系统中,数据是以字节(byte)为单进行存储的。对于多字节的数据类型(如32整数、64浮点数等),不同的系统可能会采用不同的字节排列方式来存储这些数据。主要的两种存储方式是大端存储(Big-endian)小端存储(Little-endian)。 - **大端存储(Big-endian)**:在这种存储模式下,数据的高字节被存储在内存的低地址处,而低字节则被存储在内存的高地址处。这种方式与人类阅读数字的习惯一致,即从左到右依次是高到低。例如,一个32的整数 `0x12345678` 在大端存储模式下的内存布局如下: ``` 地址: 0x00 0x01 0x02 0x03 数据: 0x12 0x34 0x56 0x78 ``` - **小端存储(Little-endian)**:在这种存储模式下,数据的低字节被存储在内存的低地址处,而高字节则被存储在内存的高地址处。这种方式与人类阅读数字的习惯相反,但在某些硬件设计中更为高效。例如,同一个32的整数 `0x12345678` 在小端存储模式下的内存布局如下: ``` 地址: 0x00 0x01 0x02 0x03 数据: 0x78 0x56 0x34 0x12 ``` #### 工作原理 大端存储小端存储的工作原理主要体现在多字节数据的存储顺序上。具体来说: - **大端存储**:在大端存储模式下,数据的高字节首先被写入内存的低地址置,随后依次写入低字节到高地址置。这种方式使得数据在内存中的排列顺序与人类阅读数字的顺序一致,因此在某些应用场景中(如网络协议、嵌入式系统等)更为直观方便[^1]。 - **小端存储**:在小端存储模式下,数据的低字节首先被写入内存的低地址置,随后依次写入高字节到高地址置。这种方式在某些硬件架构(如x86架构)中更为常见,因为它可以提高数据处理的效率,尤其是在进行多字节操作时[^2]。 #### 区别 1. **存储顺序**:大端存储将数据的高字节存储在内存的低地址处,而小端存储将数据的低字节存储在内存的低地址处。这种差异直接影响了数据在内存中的排列顺序。 2. **应用场景**:大端存储通常用于网络协议(如TCP/IP协议栈中的IP地址端口号)嵌入式系统中,因为它与人类阅读数字的习惯一致;而小端存储则广泛应用于现代计算机系统(如x86架构的PC)中,因为它在某些情况下可以提高数据处理的效率[^3]。 3. **兼容性**:由于不同的系统可能采用不同的存储方式,因此在进行跨平台的数据交换时,必须注意字节序的问题。例如,在大端存储的系统上生成的数据,如果直接传输到小端存储的系统上进行解析,可能会导致错误的结果。为此,通常需要在发送方接收方之间进行字节序的转换,以确保数据的一致性[^4]。 #### 示例代码 为了验证系统的字节序,可以通过以下C语言代码实现: ```c #include <stdio.h> int check_sys() { int a = 1; char *p = (char *)&a; // 将int指针强制转换为char指针 return *p; // 取出第一个字节的值 } int main() { int ret = check_sys(); if (ret == 1) { printf("小端\n"); } else { printf("大端\n"); } return 0; } ``` 在这段代码中,`check_sys` 函数通过检查整数 `a` 的第一个字节的值来判断系统的字节序。如果 `*p` 的值为 `1`,则表示系统使用的是小端存储;如果 `*p` 的值为 `0`,则表示系统使用的是大端存储[^4]。 ---
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