002_大端和小端的区别
一、大小端出现原因
计算机系统是以字节为单位的,每个地址单元都对应着一个字节,一个字节为8bit。但对于位数大于8位的处理器,如16位或32位/64位的处理器,由于寄存器宽度大于一个字节,那么必然存在一个如何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的出现。
二、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。
三、
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。
32位整数的求值公式也是一样的。
/* 大端字节序 */ i = (data[3]<<0) | (data[2]<<8) | (data[1]<<16) | (data[0]<<24); /* 小端字节序 */ i = (data[0]<<0) | (data[1]<<8) | (data[2]<<16) | (data[3]<<24);
四、
同理,0x1234567
的大端字节序和小端字节序的写法如下图
五、
对于整型、长整型等数据类型,Big endian 认为第一个字节是最高位字节(按照从低地址到高地址的顺序存放数据的高位字节到低位字节);而 Little endian 则相反,它认为第一个字节是最低位字节(按照从低地址到高地址的顺序存放据的低位字节到高位字节)。
例如,假设从内存地址 0x0000 开始有以下数据:
0x0000 0x0001 0x0002 0x0003
0x12 0x34 0xab 0xcd
如果我们去读取一个地址为 0x0000 的四个字节变量,若字节序为big-endian,则读出结果为0x1234abcd;若字节序为little-endian,则读出结果为0xcdab3412。
如果我们将0x1234abcd 写入到以 0x0000 开始的内存中,则Little endian 和 Big endian 模式的存放结果如下:
地址 0x0000 0x0001 0x0002 0x0003
big-endian 0x12 0x34 0xab 0xcd
little-endian 0xcd 0xab 0x34 0x12
一般来说,x86 系列 CPU 都是 little-endian 的字节序,PowerPC 通常是 big-endian,网络字节顺序也是 big-endian还有的CPU 能通过跳线来设置 CPU 工作于 Little endian 还是 Big endian 模式。
对于0x12345678的存储:
小端模式:(从低字节到高字节)
地位地址 0x78 0x56 0x34 0x12 高位地址
大端模式:(从高字节到低字节)
地位地址 0x12 0x34 0x56 0x78 高位地址
六、大端小端检测方法(2015款MAC pro跑的如下代码)
#include <iostream> /*return 1: little-endian, return 0: big-endian*/ int checkCPUendian() { union { unsigned int a; unsigned char b; }c; c.a = 1; return (c.b == 1); } using namespace std; int main() { //---------------------- (1)第一种查询方式 ----------------------// cout<<checkCPUendian()<<endl;//输出=> 1,表示小端(Intelx86处理器) //---------------------- (2)第二种查询方式 ----------------------// int i = 1; char *p = (char *)&i; if(*p == 1) printf("Little Endian");//输出=> Little Endian,表示小端(Intelx86处理器) else printf("Big Endian"); return 0; }
Reference:
https://www.ruanyifeng.com/blog/2016/11/byte-order.html
https://www.cnblogs.com/luxiaoxun/archive/2012/09/05/2671697.html