计算机数据的存储方式-大端方式和小端方式

本文详细介绍了大端和小端模式的概念及其在计算机存储中的区别,通过实例展示了如何通过简单的测试程序判断当前机器的字节序,并解释了不同处理器系统采用大端或小端模式的原因及影响。
关于大端和小端,容易混淆,现在只记小端:小端,是数的高位存在内存地址的高位,小高高!

端模式(Endian)的这个词出自Jonathan Swift书写的《格列佛游记》。这本书根据将鸡蛋敲开的方法不同将所有的人分为两类,从圆头开始将鸡蛋敲开的人被归为Big Endian,从尖头开始将鸡蛋敲开的人被归为Littile Endian。小人国的内战就源于吃鸡蛋时是究竟从大头(Big-Endian)敲开还是从小头(Little-Endian)敲开。在计算机业Big Endian和Little Endian也几乎引起一场战争。在计算机业界,Endian表示数据在存储器中的存放顺序。下文举例说明在计算机中大小端模式的区别。

如果将一个32位的整数0x12345678存放到一个整型变量(int)中,这个整型变量采用大端或者小端模式在内存中的存储由下表所示。为简单起见,本书使用OP0表示一个32位数据的最高字节MSB(Most Significant Byte),使用OP3表示一个32位数据最低字节LSB(Least Significant Byte)。

地址偏移

大端模式

小端模式

0x00

12(OP0)

78(OP3)

0x01

34(OP1)

56(OP2)

0x02

56(OP2)

34(OP1)

0x03

78(OP3)

12(OP0)

如果将一个16位的整数0x1234存放到一个短整型变量(short)中。这个短整型变量在内存中的存储在大小端模式由下表所示。

地址偏移

大端模式

小端模式

0x00

12(OP0)

34(OP1)

0x01

34(OP1)

12(OP0)

由上表所知,采用大小模式对数据进行存放的主要区别在于在存放的字节顺序,大端方式将高位存放在低地址,小端方式将高位存放在高地址。采用大端方式进行数据存放符合人类的正常思维,而采用小端方式进行数据存放利于计算机处理。到目前为止,采用大端或者小端进行数据存放,其孰优孰劣也没有定论。

有的处理器系统采用了小端方式进行数据存放,如Intel的奔腾。有的处理器系统采用了大端方式进行数据存放,如IBM半导体和Freescale的PowerPC处理器。不仅对于处理器,一些外设的设计中也存在着使用大端或者小端进行数据存放的选择。

因此在一个处理器系统中,有可能存在大端和小端模式同时存在的现象。这一现象为系统的软硬件设计带来了不小的麻烦,这要求系统设计工程师,必须深入理解大端和小端模式的差别。大端与小端模式的差别体现在一个处理器的寄存器,指令集,系统总线等各个层次中。

 

可以编写一个小的测试程序来判断机器的字节序:

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
 int x=0x00001234;//十进制为4660
 char tp=*((char*)&x);//取tp等于x的低地址部分
 //char tp=(char)x;这样也是可以的。
 if (tp==0x00)//如果低地址部分取出的值是高字节的值,则为大端
 {
  cout<<tp<<"大端"<<endl;
 }
 else
 if (tp==0x34)//如果低地址部分取出的值是低字节的值,则为小端
 {
  cout<<tp<<"小端"<<endl;//0x34即十进制52,所以输出tp值为4
 }
 return 0;
}



转自:http://www.52rd.com/Blog/Detail_RD.Blog_imjacob_14837.html

<think>我收到了用户的查询,他想了解用C语言判断计算机存储方式是大端还是小端的方法。从对话历史中,我看到系统级指令要求使用特定的LaTeX格式、中文回答,并生成相关问题。用户提供了多个站内引用作为参考,我需要整合这些信息。我仔细阅读了用户提供的引用。引用[1]展示了最基础的方法:创建一个整型变量a赋值为1,然后用char指针指向它的地址。如果指针指向的第一个字节是1,说明是小端(因为最低有效位在低地址),否则是大端。引用[2]提到一个优化版本,直接返回*(int*)&a,但逻辑有问题,可能引用有误,因为直接返回int值无法区分字节序,应该用指针操作。引用[3]简化了代码,用三元运算符输出结果,原理相同。引用[4]提出共用体(union)的方法,定义包含charshort的共用体,给short赋值0x0001后检查char成员是否等于1。引用[5]解释了大端小端的定义:大端将高位存低地址,小端将低位存低地址,并说明常见架构如x86是小端。在整理回答时,我决定重点介绍指针方法(核心方案)共用体方法(替代方案),因为用户引用中反复提到这两种。需要确保代码正确:比如共用体方法中,用户引用[4]用了short,但不同系统short长度可能不同,使用char更安全。LaTeX方面,行内如指针类型转换需用$(char*)$,独立公式如内存示例用$$...$$单独成段。用户可能是开发者或学生,想理解底层原理或完成作业。深层需求可能包括:代码可靠性(如考虑不同数据类型长度)、实际应用场景(如网络编程需处理字节序),或性能优化。因此回答问题后需自然生成相关问题引导深入探讨。最后组织回答结构:先简述概念确保用户理解背景,再分方法逐步解释,重点标出核心方法。代码注释要详细,强调关键点如内存地址访问。末尾添加相关问题覆盖原理、优化应用。</think> 以下是用C语言判断计算机存储模式(大端/小端)的核心方法优化方案,结合引用内容整理: ### 核心方法(指针访问法) ```c #include <stdio.h> int check_endian() { int a = 1; // 创建整型变量(4字节) char* p = (char*)&a; // 获取首字节地址(强制转换为char指针) return *p == 1 ? 1 : 0; // 首字节为1 → 小端;否则大端 } int main() { printf("%s\n", check_endian() ? "小端" : "大端"); return 0; } ``` #### 📌 原理解析 1. **内存布局**(以`a=1`的4字节存储为例): $$ \begin{array}{|c|c|} \hline \text{小端模式} & 01\;00\;00\;00 \\ \hline \text{大端模式} & 00\;00\;00\;01 \\ \hline \end{array} $$ 2. **关键步骤**: - `(char*)&a` 访问变量最低内存地址 - 小端机中,首字节存储最低有效位(LSB)→ 值为`0x01` - 大端机中,首字节存储最高有效位(MSB)→ 值为`0x00` --- ### 优化方案(共用体法) ```c #include <stdio.h> int check_endian_union() { union { // 定义共用体(共享内存) int num; // 4字节整型 char byte; // 1字节字符 } test; test.num = 1; // 初始化整型值 return test.byte == 1; // 检测首字节值 } int main() { printf("%s\n", check_endian_union() ? "小端" : "大端"); return 0; } ``` #### 💡 优势 - 避免指针操作,直接通过成员访问内存 - 符合C标准(C99
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