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详细讲解什么是大端、小端,如何判断大端和小端?

作者:野牛程序员:2023-05-19 08:08:40 C++阅读 2515

在计算机科学中,"大端"(Big Endian)和"小端"(Little Endian)是用来描述多字节数据在内存中存储顺序的术语。这两个术语起源于小说《格列佛游记》中的一个情节,其中两个派系争论如何正确地咬鸡蛋的一端。在计算机中,类似的争论是关于字节序的顺序。

大端指的是将高位字节存储在低位地址上,而小端则是将低位字节存储在低位地址上。

举个例子来说明:考虑一个16位整数0x1234(十进制为4660),它需要占用两个字节的内存空间。在大端字节序中,高位字节0x12存储在低位地址上,低位字节0x34存储在高位地址上。在小端字节序中,情况正好相反,低位字节0x34存储在低位地址上,高位字节0x12存储在高位地址上。

在计算机系统中,字节序的选择是由处理器架构所决定的。x86架构的处理器使用小端字节序,而一些其他处理器如PowerPC则使用大端字节序。

如何判断一个系统使用的是大端还是小端字节序?以下是一种常见的方法:

  1. 通过查看内存中的多字节数据的表示方式。可以创建一个整数值,将其初始化为某个特定的值(例如0x1234),然后将其存储在内存中。接下来,读取内存中的每个字节,并查看它们的值和位置。如果最高有效字节(高位字节)存储在较低的内存地址上,则系统使用的是大端字节序;如果最低有效字节(低位字节)存储在较低的内存地址上,则系统使用的是小端字节序。

以下是一个使用C语言的示例代码来检测字节序的示例:

#include <stdio.h>

int checkEndianess() {
  int value = 0x1234;
  char* bytePointer = (char*)&value;

  if (*bytePointer == 0x12) {
    return 1; // 大端字节序
  } else {
    return 0; // 小端字节序
  }
}

int main() {
  int result = checkEndianess();
  if (result == 1) {
    printf("系统使用的是大端字节序。\\n");
  } else {
    printf("系统使用的是小端字节序。\\n");
  }

  return 0;
}

这段代码创建了一个整数变量value并将其初始化为0x1234。然后,通过将该整数的地址强制转换为一个指向字符的指针,我们可以访问该整数在内存中的每个字节。通过比较第一个字节的值,我们可以确定字节序是大端还是小端。


下面是一个使用C++的示例代码来检测字节序的示例:

#include <iostream>

bool checkEndianess() {
  int value = 0x1234;
  char* bytePointer = reinterpret_cast<char*>(&value);

  if (*bytePointer == 0x12) {
    return true; // 大端字节序
  } else {
    return false; // 小端字节序
  }
}

int main() {
  bool result = checkEndianess();
  if (result) {
    std::cout << "系统使用的是大端字节序。" << std::endl;
  } else {
    std::cout << "系统使用的是小端字节序。" << std::endl;
  }

  return 0;
}

这段代码与之前的示例类似,使用C++中的reinterpret_cast将整数的地址转换为指向字符的指针。然后通过比较第一个字节的值来确定字节序是大端还是小端。在主函数中,根据检测结果输出相应的信息。

请注意,无论是C还是C++代码示例,检测字节序的原理是相同的,只是语法稍有不同。


详细讲解

char* bytePointer = (char*)&value;

 

&value: 这是取整数 value 的地址操作符,返回一个指向 value 的指针。
(char*)&value: 这是将整数指针转换为字符指针的操作。在C++中,强制类型转换可以使用 reinterpret_cast,在C中可以直接使用 (char*)。这里的目的是将指向整数 value 的指针转换为指向字符的指针。
char* bytePointer: 这是定义一个字符指针变量 bytePointer,并将转换后的指针赋值给它。现在,bytePointer 指向整数 value 的地址,但是以字符类型解释。
通过这样的转换,我们可以通过操作字符指针来读取内存中的字节,以进行字节序的判断。


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