字节序和位序的一些学习心得

一、字节序

对一个主机系统来说，存储的空间总是有高位和低位的，那么对于一个数据来说，数据的高位和地位与存储空间的高位和低位如何对应，这就是字节序的问题。

字节序有两种：大端（big-endian）和小端(little-endian)。简单描述如下

大端：数据的高位对应存储空间的低位，数据的低位对应存储空间的高位

小端：数据的高位对应存储空间的高位，数据的低位对应存储空间的低位

举例：

        一个2字节的数HByte,LByte。那么存储的情况如下

    对于大端来说，存储结构如下

          +--------+ 高位

          |  LByte |

          +--------+

          |  HByte |

          +--------+ 低位

     假设有个数a=0x12345678,那么实际的存储顺序就是

          |12|34|56|78|

       低位        高位

     也就是说，如果要在网络上发送的话，先发送的就是12

     对于小端，刚好反过来，存储结构如下

           +--------+ 高位

           |  HByte |

           +--------+

           |  LByte |

           +--------+ 低位

      对于数0x12345678来说，存储顺序就是

           |78|56|34|12|

        低位        高位

     如果要在网络上发送，就先发送78

二、网络序和主机序

    就如同上面的例子中说的那样，同一个数据，对于大端和小端两种系统，向网络上发送数据的顺序是不同的，这样就可能出现问题。

    比如一个大端的系统发送了0x12345678这个数据，那么发送的顺序是先发12，最后发送78。收到的时候也是先收到12，最后收到78。如果接收的系统也是大端的没有问题，但如果接收系统是小端的，那么该数据就可能被解析成0x78563412,因为小端系统认为先发送的字节应该是最低的字节。 这就出问题了。所以必须有一个规范，这就是主机序和网络序的概念。

    网络序规定是大端序的。主机序则根据主机来决定。

    按照规定，在网络上发送的数据都必须是网络序的，主机上的数据如果需要发送到网络上都应该先转成网络序。收到数据后，在转成本机的主机序。这样就不会出问题了。

    主机序和网络序的转换有一些宏，比如：hton ntoh,htons ntohs,htonl ntohl

    还是上面那个0x12345678为例

    大端序的系统发送的时候，将消息转成网络序，发送，也就是12 34 56 78这个顺序

    小端系统收到的时候，将网络序的消息，转成主机序，也就是将大端序的消息转成小端序。这样，在内存中本来应该是  +低位|12|34|56|78|高位+这样存放次序的消息，就转成了+低位|78|56|34|12|高位+，也就是在小端序下能正确解析成0x12345678了。

三、位序

   也就是位域中的顺序问题

   比如

   struct bitfield

   {

      char a1:1;

      char a2:1;

      char a3:1;

      char a4:1;

      char a5:1;

      char a6:1;

      char a7:1;

      char a8:1;

   };

 

做如下赋值

struct bitfield testbit;

memset(&testbit;,0,sizeof(struct bitfield));

testbit.a8 = 1

那么输出的testbit的结果会是多少呢？

大端序系统中,输出结果为1，小端系统中输出结果为－128。为什么会是这个结果呢，分析如下

1．ANSI-C要求在struct里面，先声明的成员占有低地址。不管是大端还是小端系统都是这个要求。

  根据这个要求，a8就是处于高位得。假设左边是高地址，责这个赋值后，testbit得值如下

      1000 0000

2．小端系统（比如IA32）中，高位在高地址，低位在低地址，这样a8=1就是表示最高位为1，所以这个值就是-128了

3．大端系统中，高位在低地址，低位在高地址，也就是a8＝1表示得是最低位，一个字节得最低位为1，其位为0，最后得值自然也就是1了。

 

四、位序结构占用得内存大小

  如下结构定义

struct filedsize

{

         short a1:3;

         short a2:2;

         short a3:3;

         char byte1;

};

假设都是1字节对齐，那么sizeof(struct filedsize)会是多少呢？

不同得系统会有不同得值：

在windows系统中，这个值是3，

在vxworks系统中，这个值是2

      这应该是在不同的系统下对内存的优化算法不同导致，还没有仔细研究过