程序员面试系列——大小端

我不是女神ヾ 2022-06-08 01:08 151阅读 0赞

# 大小端是哪里来的概念 #

大端、小端是“字节顺序”里面的概念。字节顺序可以分为大端序、小端序、混合序。

# 什么是字节顺序 #

“字节顺序”简称为“字节序”。

在计算机系统中，存储对象一般是以字节为单位的，每个地址单元都对应着一个字节。  
对于单字节对象，存放方法和传输方式一般相同。  
对于多字节对象，情况就不同了。我们必须建立两个规则：

*  这个对象的地址是什么
 *  在存储器中如何排列这些字节

## 这个对象的地址是什么 ##

在几乎所有机器上，多字节对象都被存储为连续的字节序列，对象的地址为所使用字节中**最小**的地址。

例如在C语言中，一个类型为`int`的变量`x`地址为`0x100`.  
对于32位硬件平台，`int`类型的变量占4个字节，那么这4个字节将被存储在存储器的`0x100, 0x101, 0x102, 0x103`位置。

## 在存储器中如何排列这些字节 ##

关于字节的排列，一般有两种规则：小端法（little endian）与大端法（big endian）。

首先介绍两个概念。

*  最高有效字节（the Most Significant Byte）：指多字节序列中具有最大权重的字节。
 *  最低有效字节（the Least Significant Byte）：指多字节序列中具有最小权重的字节。

比如`0x123456`，最高有效字节是`0x12`，最低有效字节是`0x56`.

弄清楚了以上概念，我们就可以讨论大小端了。

# 小端（最符合人类思维的字节序 ） #

**规则**：顺着地址增加的方向，按照从最低有效字节到最高有效字节的顺序存储。

![这里写图片描述][SouthEast]  
**记忆口诀**：高址高字节  
为什么说是最符合人类思维的字节序？因为从逻辑的角度来说，高有效位在高地址处，低有效位在低地址处，想起来很自然。

# 大端（最直观的字节序） #

**规则**：顺着地址增加的方向，按照从最高有效字节到最低有效字节的顺序存储。  
![这里写图片描述][SouthEast 1]  
**记忆口诀**：高址低字节  
为什么说是最直观字节序？假设存储地址从左到右依次增加，请把这个对象读出来，将你读的内容，从左到右填充内到存即可。

# 举例 #

假设要把对象`0x87654321`存储到地址`0x1000`处，大小端的区别如下图所示：  
![这里写图片描述][nrlAvdF.png]

# 用C语言编程判断大小端 #

## 解法一 ##

int is_little_endian(void)  
    {  
        int a = 0x12345678;   
        char b =  *(char *)&a;  
        if( b == 0x78)
        {  
            return 1; //小端
        }  
        else  
        {  
            return 0; //大端
        }  
    }

## 解法二 ##

int is_little_endian(void)
    {  
        union temp  
        {  
            int a;  
            char b;  
        }temp;  //联合体所有成员共享存储空间 
    
        temp.a = 0x12345678;  
    
        if( temp.b == 0x78 )
        {  
            return 1; //小端
        }  
        else  
        {  
            return 0; //大端
        }  
    }

【参考资料】  
[https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%AD%97%E8%8A%82%E5%BA%8F][https_zh.wikipedia.org_wiki_E5_AD_97_E8_8A_82_E5_BA_8F]  
[http://blog.csdn.net/fuxingwe/article/details/8736262][http_blog.csdn.net_fuxingwe_article_details_8736262]

[SouthEast]: /images/20220608/ce44ebb32cdb417882d4a2b5e92916e4.png
[SouthEast 1]: /images/20220608/1d78688023264f7fb14949b32ad239f2.png
[nrlAvdF.png]: http://i.imgur.com/nrlAvdF.png
[https_zh.wikipedia.org_wiki_E5_AD_97_E8_8A_82_E5_BA_8F]: https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%AD%97%E8%8A%82%E5%BA%8F
[http_blog.csdn.net_fuxingwe_article_details_8736262]: http://blog.csdn.net/fuxingwe/article/details/8736262