理解字节序 大端字节序和小端字节序

以下内容参考了

http://www.ruanyifeng.com/blog/2016/11/byte-order.html

https://blog.csdn.net/yishengzhiai005/article/details/39672529

 

1.

计算机硬件有两种储存数据的方式：大端字节序（big endian）和小端字节序（little endian）。

举例来说，数值0x2211使用两个字节储存：高位字节是0x22，低位字节是0x11。

• 大端字节序：高位字节在前，低位字节在后，这是人类读写数值的方法。
• 小端字节序：低位字节在前，高位字节在后，即以0x1122形式储存。

同理，0x1234567的大端字节序和小端字节序的写法如下图。

2.

我一直不理解，为什么要有字节序，每次读写都要区分，多麻烦！统一使用大端字节序，不是更方便吗？

上周，我读到了一篇文章，解答了所有的疑问。而且，我发现原来的理解是错的，字节序其实很简单。

3.

首先，为什么会有小端字节序？

答案是，计算机电路先处理低位字节，效率比较高，因为计算都是从低位开始的。所以，计算机的内部处理都是小端字节序。

但是，人类还是习惯读写大端字节序。所以，除了计算机的内部处理，其他的场合几乎都是大端字节序，比如网络传输和文件储存。

4.

计算机处理字节序的时候，不知道什么是高位字节，什么是低位字节。它只知道按顺序读取字节，先读第一个字节，再读第二个字节。

如果是大端字节序，先读到的就是高位字节，后读到的就是低位字节。小端字节序正好相反。

理解这一点，才能理解计算机如何处理字节序。

5.

字节序的处理，就是一句话：

"只有读取的时候，才必须区分字节序，其他情况都不用考虑。"

处理器读取外部数据的时候，必须知道数据的字节序，将其转成正确的值。然后，就正常使用这个值，完全不用再考虑字节序。

即使是向外部设备写入数据，也不用考虑字节序，正常写入一个值即可。外部设备会自己处理字节序的问题。

6. 

字节序转换的例子

不同cpu平台上字节序通常也不一样，下面写个简单的C程序，它可以测试不同平台上的字节序。

1	#include <stdio.h>
2	#include <netinet/in.h>
3	int main()
4	{
5	int i_num = 0x12345678;
6	printf("[0]:0x%x\n", *((char *)&i_num + 0));
7	printf("[1]:0x%x\n", *((char *)&i_num + 1));
8	printf("[2]:0x%x\n", *((char *)&i_num + 2));
9	printf("[3]:0x%x\n", *((char *)&i_num + 3));
10
11	i_num = htonl(i_num);
12	printf("[0]:0x%x\n", *((char *)&i_num + 0));
13	printf("[1]:0x%x\n", *((char *)&i_num + 1));
14	printf("[2]:0x%x\n", *((char *)&i_num + 2));
15	printf("[3]:0x%x\n", *((char *)&i_num + 3));
16
17	return 0;
18	}

在80X86CPU平台上，执行该程序得到如下结果： 
[0]:0x78 
[1]:0x56 
[2]:0x34 
[3]:0x12

[0]:0x12 
[1]:0x34 
[2]:0x56 
[3]:0x78

分析结果，在80X86平台上，系统将多字节中的低位存储在变量起始地址，使用小端法。htonl将i_num转换成网络字节序，可见网络字节序是大端法。