数据存储的字节顺序

来源:互联网 发布:淘宝货源 知乎 编辑:程序博客网 时间:2024/06/05 03:48

     关于字节顺序问题,牵涉到两大CPU派系。那就是Motorola的PowerPC系列CPU和Intel的x86系列CPU。PowerPC系列采用big endian(大端存储)方式存储数据,而x86系列则采用little endian(小端存储)方式存储数据。

     big endian是指低地址存放最高有效字节(MSB),而little endian则是低地址存放最低有效字节(LSB)。

     所有网络协议都是采用big endian的方式来传输数据的。所以有时我们也会把big endian方式称之为网络字节序。当两台采用不同字节序的主机通信时,在发送数据之前都必须经过字节序的转换成为网络字节序后再进行传输。

     用文字说明可能比较抽象,下面用图像加以说明。比如数字0x12345678在两种不同字节序CPU中的存储顺序如下所示:

Big Endian

   低地址                                            高地址
   ----------------------------------------->
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      12         34       56          78    |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

Little Endian

   低地址                                            高地址
   ----------------------------------------->
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
      78         56       34          12    |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

     为什么要注意字节序的问题呢?你可能这么问。当然,如果你写的程序只在单机环境下面运行,并且不和别人的程序打交道,那么你完全可以忽略字节序的存在。但是,如果你的程序要跟别人的程序产生交互呢?那就不行了。C/C++语言编写的程序里数据存储顺序是跟编译平台所在的CPU相关的,而JAVA编写的程序则唯一采用big endian方式来存储数据。试想,如果你用C/C++语言在x86平台下编写的程序跟别人的JAVA程序互通时会产生什么结果?就拿上面的0x12345678来说,你的程序传递给别人的一个数据,将指向0x12345678的指针传给了JAVA程序,由于JAVA采取big endian方式存储数据,很自然的它会将你的数据翻译为0x78563412。什么?竟然变成另外一个数字了?是的,就是这种后果。因此,在你的C程序传给JAVA程序之前有必要进行字节序的转换工作。

     我们可以通过以下代码验证自己的机子采用的是大端法还是小端法:

#include<stdio.h>

bool is_little_endian()   //当返回1时,表示你的机子采用的是小端法存储,反之则为大端法。
{
 {
  union w
  {
   int a;
   char b;
  }c;
  c.a = 1;
  return (c.b == 1);
  }
}

main()
{
 bool x;
 x=is_little_endian();
 printf("%d\n",x);
 
}

     上述is_little_endian() 函数中,共用体union用的很精妙,利用其成员a和b共用同一段内存,并且int型和char型数据占用内存空间的大小差异,巧妙地截取int型数据的低地址字节数据来判断。

    

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