字节顺序:大端法与小端法

一、什么是大端法、小端法

假设变量 x 的类型为 int,位于地址 0x100 处,它的 16 进制值为 0x01234567,地址范围 0x100 ~ 0x103 的字节顺序依赖于机器的类型:

在这里插入图片描述大端法,就是按照地址从低到高的顺序,先存储数据高位,再存储数据低位;
小端法,就是按照地址从低到高的顺序,先存储数据低位,再存储数据高位;

小端法的存入顺序与我们平时对数字的书写顺序恰好相反。

目前,Intel 兼容机、Android、IOS 普遍都采用小端法存储数据。

二、实验验证

我们按照从低到高的地址顺序,打印出一个 int 变量在内存中的各个字节(Golang 语言):

func showBytes(start *byte, length int) {
	for i := 0; i < length; i++ {
		fmt.Printf("%02x ", *(*byte)(unsafe.Pointer(uintptr(unsafe.Pointer(start)) + uintptr(i))))
	}
}

func main() {
	var a int = 1
	showBytes((*byte)(unsafe.Pointer(&a)), int(unsafe.Sizeof(a)))
}

输出结果为:

01 00 00 00 00 00 00 00

不难看出,一个 int 占用了 8 个字节,而且是低位字节存在前面,正是采用的小端法

### C语言中判断大端模式小端模式的方 在C语言中,可以通过编写简单的程序来判断系统的字节序(即大端小端)。以下是几种常见的方: #### 方一:使用指针偏移 这种方利用了`int`类型的整数其最低位字节的关系来进行判断。 ```c #include <stdio.h> int check_endianess() { int a = 1; return *(char *)&a; // 如果返回值为1,则表示系统采用的是小端模式;如果返回值为0,则表示系统采用的是大端模式。 } int main() { int ret = check_endianess(); if (ret == 1) { printf("当前系统为小端模式\n"); } else { printf("当前系统为大端模式\n"); } return 0; } ``` 这段代码定义了一个名为`check_endianess()`的函数[^1]。该函数内部创建了一个整型变量`a`并赋初值为1。接着它将这个整数的第一个字节取出作为结果返回给调用者。由于整数1只占用最右边的一个比特,在小端机器上读取第一个字节会得到非零的结果,而在大端机器上则相反。 #### 方二:联合体 此方借助于C语言中的联合体特性实现对同一块内存区域的不同解释方式。 ```c #include <stdio.h> typedef union { unsigned int num; unsigned char bytes[sizeof(unsigned int)]; } EndianChecker; void detect_endianness() { EndianChecker ec; ec.num = 0x12345678; for(size_t i=0;i<sizeof(ec.bytes);++i){ printf("%02X ",ec.bytes[i]); } puts(""); if (ec.bytes[0] == 0x78 && ec.bytes[1] == 0x56 && ec.bytes[2] == 0x34 && ec.bytes[3] == 0x12) { printf("当前系统为大端模式\n"); } else if (ec.bytes[0] == 0x12 && ec.bytes[1] == 0x34 && ec.bytes[2] == 0x56 && ec.bytes[3] == 0x78) { printf("当前系统为小端模式\n"); } else { printf("无识别的字节顺序\n"); } } int main(){ detect_endianness(); return 0; } ``` 这里定义了一个名为`EndianChecker`的联合体结构,其中包含了两个成员——一个是无符号整数`num`,另一个是指向四个字符数组的指针`bytes[]`。当我们将一个特定值赋予`num`时,我们就可以通过访问`bytes[]`来查看这些数据是如何被排列存储的。根据输出可以很容易地区分出是哪种字节序[^3]。 #### 字节序的概念说明 所谓的大端模式指的是多字节数值按照从最高有效位到最低有效位依次存放在较低地址至较高地址的方向;而小端模式则是反过来,先存放最低有效位再存放更高位置上的字节[^4]。
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