关于大小端问题和字节序问题的一些总结

本文介绍了大端和小端模式的概念及区别,探讨了不同处理器如何处理数据存储,并讨论了字节序在网络通信中的作用。

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关于大小端

1、大小端是不同的对于数据在内存地址中的存放方式,不同的处理器(平台)的数据存储方式是不同。的如果
实现跨平台通信则大小端是不能忽视的问题。
大端模式:数据的高位存储在内存的低字节。ARM/PowerPC等处理器采用大端模式
小端模式:数据的地位存储在内存的低字节。Intel架构处理器采用小端模式。
如一个数据:0x12345678;对应内纯地址是0x00~0x03。

模式大端模式小端模式
地址:0x00 0x01 0x02 0x030x00 0x01 0x02 0x03
数据:0x12 0x34 0x56 0x780x78 0x56 0x34 0x12

2、字节序对应着内存的存储(组织)模式,如网络字节序采用大端模式。
3、字节序只是对内置的数据类型而言(int、short、double、long….char)而对于char而言由于其本身只有一个
字节则字节序和存储模式对其不影响。(因此字符串在跨平台传输时不用考虑字节序)
4、单字节内纯中的比特为不受字节序的影响,大于1个字节的数据类型,字节序才对其有影响。
引申:网络通讯中字节序的影响。
在网络通讯中对端口和IP地址进行了字节序的转换而未对发送的数据进行字节序的转换的一些思考:
对于同平台的网络通信而言发送的数据是不需要进行字节类型转换的,字节始终是以二进制的形式存放不管是在何种
平台下都是1个字节8个BIT,而字节序所影响的只是对我们的读取数据的影响,如果在同一平台下通讯则字节序不会对
我们的读取有影响。如在进行网络通信是网络只是数据的传输介质而不需要对数据进行解读,对数据进行解读的是我们
数据的接收方。所以在同平台中的网络通信中不必要对传输的数据进字节序的转换。当然跨平台中进行通信时是需要对
数据的字节序进行转换的(可以在接收方也可以在发送方)。
在基于TCP/UDP进行网络通信时对端口和IP地址进行的字节转换只是在网络通信中这两个数据是给网络通信的数据
只有经过字节序转换之后网络中的协议等才能够识别我们的数据。(个人认为如果在网络通信中通信两端都不进行端口或IP)
的字节序转换时通信也是能够完成的只是此时网络中识别的端口和IP和我们实际想设定的端口和IP是不一致的)。

### 判断系统是大端还是小端字节序检测方法 判断系统是大端还是小端可以通过多种方法实现,以下是几种常见的方法及其原理: #### 方法一:使用联合体(Union)检测 联合体是一种特殊的结构体,所有成员共享同一块内存。通过定义一个联合体,将整型变量字符数组结合在一起,可以方便地访问整型数据的每个字节。如果第一个字节存储的是低位字节,则为小端;反之为大端。 ```c #include <stdio.h> union { char byte[4]; int num; } test; int main() { test.num = 0x12345678; if (test.byte[0] == 0x78) { printf("小端\n"); } else if (test.byte[0] == 0x12) { printf("大端\n"); } else { printf("error\n"); } return 0; } ``` 此代码利用了联合体的特点来判断字节序[^3]。 #### 方法二:指针法 通过将一个整型数的地址强制转换为字符指针,并检查字符指针所指向的第一个字节是否为1。如果是1,则说明该系统是小端;否则是大端。 ```c #include <stdio.h> int check_sys() { int a = 1; return *(char*)&a; } int main() { int ret = check_sys(); if (ret == 1) { printf("小端\n"); } else { printf("大端\n"); } return 0; } ``` 这种方法简单高效,广泛应用于实际开发中[^4]。 #### 方法三:逐字节输出法 定义一个整型变量并赋值为`0x12345678`,然后逐个字节读取其值。根据读取到的字节顺序可以判断系统的字节序。 ```c #include <stdio.h> int main() { unsigned int num = 0x12345678; unsigned char *p = (unsigned char *)&num; for (int i = 0; i < 4; i++) { printf("Byte %d: 0x%X\n", i, p[i]); } return 0; } ``` 通过观察输出结果中的字节顺序,可以确定系统是大端还是小端[^2]。 #### 方法四:位操作法 通过位操作提取整型变量的每一位进行分析,从而判断字节序。这种方法较为复杂,但在某些特定场景下可能更为适用。 --- ### 总结 以上方法各有优劣,选择时需根据具体应用场景决定。联合体法指针法因其简洁性高效性,在实际开发中被广泛采用。需要注意的是,虽然这些方法能够有效判断当前系统的字节序,但在跨平台开发时,仍需考虑编译器、操作系统等因素对字节序的影响[^1]。
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