大小端字节序详解

引文

   在开始正文之前，我想先问一下大家，内存中是怎样存放一个数的？当然啊，我这里问的不是数据存储的形式（比如整数存原码，负数存补码），而是一个数据存放的顺序

  我们先看下面这个例子，当我们看看当把十六进制函数0x11223344存进内存中会是怎么样的。

  我们看这个数低位44，高位33，再高位22，再高位11（注意44 、33、22、11各占一个字节，44地址0x0078F20，33地址...21，22地址...22，11地址...23），而我们看到这个数在内存中是倒着放的。为什么呢？接下来我讲引入大小端概念，为大家解答。

大小端介绍

（1）什么是大端小端

       大小端全称大小端字节序存储，分为大端字节序存储和小端字节序存储。为什么叫字节序呢？就是以字节为单元来排它的循序。

在学习大小端存储之前，我们必须了解几个概念，

（1）我们要知道一个十六进制位能转换4个二进制位，那两个十六进制位就能转换8个二进制位，也就是一个字节（11 、 22 、 33 、44）。

（2）其中44是a中最低位的一个数据，11是a中最高位的一个数据。

在内存中，a有两种存储方式。

       当我们把低位字节处的数据（44）放到高地址置处，把高位字节处的数据（11）放到低地址处，这种存储方式就是大端存储。反之就是小端存储。

如下图所示

大端（存储）模式，是指数据的低位保存在内存的高地址中，而数据的高位，保存在内存的低地址中。

小端（存储）模式，是指数据的低位保存在内存的低地址中，而数据的高位，保存在内存的高地址中。

（2）为什么有大端和小端

   为什么会有大小端模式之分呢？这是因为在计算机系统中，我们是以字节为单位的，每个地址单元 都对应着一个字节，一个字节为8 bit。

但是在C语言中除了8 bit的char之外，还有16 bit的short型，32 bit的long型（要看具体的编 译器），另外，对于位数大于8位 的处理器，例如16位或者32位的处理器，由于寄存器宽度大于一个字节，那么必然存在着一个如 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。

例如：

      一个 16bit 的 short 型 x ，在内存中的地址为 0x0010 ，x 的值为 0x1122 ，那么 0x11 为 高字节， 0x22 为低字节。对于大端 模式，就将 0x11 放在低地址中，即 0x0010 中， 0x22 放在高地址中，即 0x0011 中。

小端模式， 刚好相反。

        我们常用的 X86 结构是小端模式，而 KEIL C51则为大端模式。很多的ARM，DSP都为小端模式。有些ARM处理器还可以 由硬件来选择是大端模式还是小端 模式。

（3）笔试题讲解

请简述大端字节序和小端字节序的概念，设计一个小程序来判断当前机器的字节序。（10分）

这是2015百度系统工程师笔试题，第一问咱们已经所过了，忘记的小伙伴可以回去再看一遍。

第二问我们可以用C语言来判断机器的大小端字节序。

   首先我们知道一个数在内存中存储是第一个字节的数不相同，所以我们只需要判断内存中第一个字节就能判断大小端字节序。

   我们先定义一个变量并赋值为1（1比较容易判断），1的十六进制位0x00000001，所以我们能判断00为大端字节处数据，01为小端字节处数据

如下在内存中的两种存储方式，如果我们那第一个字节是0那就是大端，如果是1那就是小端。

问题已经分析完了，接下来就该实现代码了。但是我们如果在四个字节里面取一个字节呢？

不知道大家了解char*字符型指针吗，char*指针解引用访问一个字节，我们可以借此把a的地址强制转换成char*保存在一个char*指针，解引用指针就能取出第一个字节了。

代码实现如下：

#include<stdio.h>
int main()
{
  int a = 1;
  //000000000000000000000001
  //0x 00 00 00 01
  char* p = (char*)&a;
  if (*p == 1)
  {
  printf("小端\n");
  }
  else {
  printf("大端\n");
  }
  return 0;
}

到此本题结果就出来了。但是对我们来说得出结果还没有结束，我们需要等优等的代码。

首先这个代码是一次性的呀，如果别人想用的话就用不了了，所以我们可以把大小端判断代码封装成一个函数，这样别只要调用函数就能知道电脑是大端还是小端了。

同时我们最后不要在函数内打印，因为我们也不知道别人是否要打印结果，所以我们可以返回1代表是小端，返回0代表是大端。

到这有人可能发现了，这个代码还可以再简化一下。我们看*p，如果*p为1就返回1，那我们何不就返回*p呢，而*p是从那个地方获取的值呢？是*(char*)&a

所以我们直接return *(char*)&a

到此代码优化就完毕了。

int check_sys()
{
  int a = 1;
  char* p = (char*)&a;
  if (*p == 1)
  {
  return 1;//小端
  }
  else {
  return 0;//大端
  }
}

int check_sys()
{
  int a = 1;
  return *(char*)&a;
}

以上就是大小端字节序的讲解，有错误的地方希望大家能批评指正，别忘了点赞👍+收藏⭐️哦