大端小端总结

前言

单词endian意思为字节存储次序。

大端: BigEndian,是指数据的高位字节保存在内存中的低地址中,即数据按照从高位到低位,依次往内存地址填充(内存地址的填充是有序的,都是从低位到高位)
大端模式是我们直观上认为的模式,和字符串存储的模式差类似

小端: SmallEndian,是指数据按照从低位到高位,依次往内存地址填充。
假设有整形数据0x12345678,其大端、小端存储次序如下图:
在这里插入图片描述
       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。

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。
大端模式 :符号位的判定固定为第一个字节,容易判断正负。

先说结论

1,网络字节序都是大端
2,Java编写的程序,统一是大端。其它语言编写的程序,跟编译平台的CPU有关系。
       我们常用的pc机都是x86系列的,无论32、64位还是intel、或者amd的芯片都是小端的。arm的cpu既有大端,又有小端。linux包括Android应用的cpu比较多,powerpc系列不同的cpu有不同的大、小端。
       即使是同一台机器上的两个进程(比如一个由C语言,另一个由Java编写)通信,也要考虑字节序的问题。
3,常见文件字节序
       Adobe PS – Big Endian
       BMP – Little Endian
       DXF(AutoCAD) – Variable
       GIF – Little Endian
       JPEG – Big Endian
       MacPaint – Big Endian
       RTF – Little Endian

如何判断机器是大端还是小端

c语言版

字符指针判断

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
    int a = 1;
    if (*(char*)&a == 1)
        cout << "小端模式" << endl;
    else
        cout << "大端模式" << endl;
    return 0;
}

联合体判断

#include <iostream>
using namespace std;
union Test
{
    int a;
    char b;
};
int main()
{
    Test t;
    t.a = 1;
    if (t.b == 1)
        cout << "小端机器" << endl;
    else
        cout << "大端机器" << endl;
    return 0;
}
C#语言

       使用BitConverter.IsLittleEndian来判定。
       BitConverter IsLittleEndian indicates the byte order (“endianness”) in which data is stored in this computer architecture.

怎么破

       在网络上传输数据时,由于数据传输的两端对应不同的硬件平台,采用的存储字节顺序可能不一致。
       网络字节顺序是大端模式。对于char型数据只占一个字节,无所谓大端和小端。而对于非char类型数据,必须在数据发送到网络上之前将其转换成大端模式。接收网络数据时按符合接受主机的环境接收,我们在写网络程序的时候要注意这方面的问题。
       由于网络字节序固定是大端,那么我们可以统一一下:封包的时候,将主机字节序转换为网络字节序,拆包的时候要将网络字节序转换为主机字节序。
       在C#语言中已经提供了转换函数,分别为:System.Net.IPAddress.HostToNetworkOrder()System.Net.IPAddress.NetworkToHostOrder(),且已经对short、int、long型都提供了重载。
在这里插入图片描述

<think>好的,我现在需要回答用户关于嵌入式系统中大端小端的问题。首先,我得回忆一下大端小端的基本概念,确保自己理解正确。大端模式是指数据的高位字节存储在低地址,而小端模式则是低位字节存储在低地址。这个区别主要影响多字节数据在内存中的存储方式。 接下来,我需要考虑嵌入式系统中为什么会有这两种模式的存在。可能不同的处理器架构有不同的选择,比如ARM、x86等。ARM通常是小端,但也可以切换;x86是小端,而网络协议通常使用大端。这里需要举例说明,比如在嵌入式开发中处理网络数据时可能需要转换字节序。 然后,用户可能想知道如何判断当前系统是大端还是小端。我可以提供一个简单的C语言代码示例,通过检查整数字节的存储方式来判断。这部分要注意代码的正确性,比如使用指针和类型转换来访问单个字节。 另外,实际应用中的注意事项也很重要。比如不同设备间的数据传输、处理外部数据时的转换,以及在编写跨平台代码时使用标准函数(如htonl、ntohl)。需要提醒用户注意这些情况,避免因字节序问题导致错误。 最后,要确保回答结构清晰,分点说明,并且符合用户给出的格式要求。检查是否有使用正确的LaTeX格式,比如变量用$...$包裹,独立公式用$$...$$。同时,语言要口语化,避免过于技术化的术语,让用户容易理解。 可能还需要考虑用户的实际应用场景,比如嵌入式开发中的常见问题,如何调试字节序问题,或者使用联合体(union)来检测字节序。这些补充信息能帮助用户更好地理解和应用这些概念。 现在需要将这些思路组织成一个连贯的回答,确保每个部分逻辑清晰,逐步引导用户理解大端小端模式,以及它们在嵌入式系统中的重要性。</think>嵌入式系统中的大端(Big-Endian)和小端(Little-Endian)是两种不同的字节序(Byte Order)定义,决定了多字节数据在内存中的存储方式。以下是逐步说明: --- ### 1. **基本定义** - **大端模式**:数据的高位字节存储在低地址,低位字节存储在高地址。 - 示例:32位整数 `0x12345678` 在内存中的存储(地址递增): $$ \text{低地址} \rightarrow \text{0x12} \rightarrow \text{0x34} \rightarrow \text{0x56} \rightarrow \text{0x78} \rightarrow \text{高地址} $$ - **小端模式**:数据的低位字节存储在低地址,高位字节存储在高地址。 - 示例:同一整数 `0x12345678` 的存储: $$ \text{低地址} \rightarrow \text{0x78} \rightarrow \text{0x56} \rightarrow \text{0x34} \rightarrow \text{0x12} \rightarrow \text{高地址} $$ --- ### 2. **嵌入式系统中的重要性** - **硬件差异**:不同处理器架构默认字节序不同: - ARM、x86(如PC)通常为小端。 - PowerPC、网络协议(如TCP/IP)通常为大端。 - **数据交互**:跨设备通信时(如传感器、网络传输),需统一字节序以避免数据解析错误。 --- ### 3. **如何判断当前系统的字节序** 通过C代码检测: ```c #include <stdio.h> int main() { int num = 0x12345678; char *p = (char *)# if (*p == 0x78) { // 检查低地址字节 printf("Little-Endian\n"); } else { printf("Big-Endian\n"); } return 0; } ``` --- ### 4. **实际应用中的注意事项** - **数据转换**:跨字节序设备通信时,需手动转换(如使用 `htonl()`、`ntohl()` 函数)。 - **联合体(Union)应用**:可快速访问多字节数据的单字节: ```c union { int num; char bytes[4]; } u; u.num = 0x12345678; // 检查 u.bytes[0] 的值判断字节序 ``` --- ### 5. **总结** | 特性 | 大端模式 | 小端模式 | |------------|-----------------------------|-----------------------------| | **优点** | 符合人类阅读习惯 | 硬件实现简单 | | **缺点** | 地址与数据位权重反向 | 需处理跨平台兼容性 | | **常见场景**| 网络协议、Java虚拟机 | x86处理器、ARM(默认) | 理解字节序是嵌入式开发中处理数据存储、通信协议和跨平台兼容性的关键!
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