判断大小端模式

本文详细介绍了大小端模式的概念,包括大端模式和小端模式,并提供了两种判断当前系统大小端模式的方法:通过短整型变量和利用C语言联合体特性。适合计算机科学与编程领域的学习者。

什么是大小端模式

  1. 大端模式(Big_endian):字数据的高字节存储在低地址中,而字数据的低字节则存放在高地址中。
  2. 小端模式(Little_endian):字数据的高字节存储在高地址中,而字数据的低字节则存放在低地址中。
    比如说16bit的数0x1234大小端的存放方式如下表:
内存地址0x40000x4001
Big_endian0x120x34
Little_endian0x340x12

常见的CPU架构一般都是采用小端模式,比如说PC机的X86,还有ARM,DSP。

程序判断大小端模式

常见的有两种,一种是定义一个短整型变量,占2个字节,然后通过强制转换将低地址的数据放到一个char类型的变量,通过判断该变量的值来判断大小端模式,程序如下:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(int argc, char const *argv[])
{
     short int a = 0x1234;

     char b = *(char *)&a;

     if( b == 0x12)
        printf(" Big Endian\n");
     else if (b == 0x34)
        printf("Little Endian\n");
    return 0;
}

第二种方法是利用C语言联合体的性质来判断。在union 中所有的数据成员共用一个空间,同一时间只能储存其中一个数据成员,所有的数据成员具有相同的起始地址。因为union 型数据所占的空间等于其最大的成员所占的空间。所以下面的union联合体大小是等于8个字节

union data
{
    short int a;
    char b;
    double  c;
}data;
printf("%d\n",sizeof(data) );

所以不论对哪个变量的存取或访问都是从union 的首地址位置开始,利用这个特性也可以判断大小端模式。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(int argc, char const *argv[])
{
    union data
    {
        short int a;
        char b;
        double  c;
    }data;
    printf("%d\n",sizeof(data) );
    data.a = 0x1234;

    if (data.b == 0x12)
    {
        printf("Big Endian\n");
    }
    else if (data.b == 0x34)
    {
        printf("Little Endian\n");
    }
    return 0;
}
判断系统大小端有多种方法,以下是几种常见的实现方式: #### 方法一:通过指针访问整数的第一个字节 ```c #include <stdio.h> int main() { unsigned int x = 0x12345678; char *c = (char *)&x; if (*c == 0x78) { printf("Little"); } else { printf("Big"); } printf("%x\r\n", *c); return 0; } ``` 这种方法的原理是将一个无符号整数 `x` 的地址强制转换为 `char` 类型的指针,由于 `char` 类型指针每次只能访问一个字节,所以通过判断第一个字节的值是 `0x78`(小端模式下低字节在前)还是 `0x12`(大端模式下高字节在前)来确定系统的大小端模式 [^1]。 #### 方法二:使用位移操作 ```cpp #include <iostream> int main() { int i = 1; if ((i >> 32) == 0) { std::cout << "小端模式" << std::endl; } else { std::cout << "大端模式" << std::endl; } return 0; } ``` 此方法通过将整数 `1` 右移 32 位,根据结果判断系统大小端。不过该代码存在错误,因为在 32 位或 64 位系统中,`int` 类型通常为 32 位,右移 32 位会导致未定义行为。正确的做法可能是通过检查 `i` 的低字节来判断 [^2]。 #### 方法三:使用字符数组 ```c #include <stdio.h> int main() { char a[4] = { 0, 0, 0, 1 }; if (*(int*)a == 1) { printf("大端\n"); } else { printf("小端\n"); } return 0; } ``` 该方法创建一个字符数组 `a`,并将其初始化为 `{ 0, 0, 0, 1 }`。然后将数组的地址强制转换为 `int` 类型的指针,如果该指针所指向的值为 `1`,则表示低位字节在高地址,是大端模式;否则是小端模式 [^3]。 #### 方法四:使用短整型和字符指针 ```c #include <stdio.h> #include <stdbool.h> bool IsLittleEndian() { short sShort = 0x1234; char *pcChar = (char *)&sShort; if (*pcChar == 0x34) { return true; } return false; } int main() { if (IsLittleEndian()) { printf("小端模式\n"); } else { printf("大端模式\n"); } return 0; } ``` 此方法定义了一个函数 `IsLittleEndian`,通过将一个短整型变量 `sShort` 的地址强制转换为 `char` 类型的指针,判断第一个字节的值是否为 `0x34`,若是则为小端模式 [^4]。
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