Big Endian 和 Little Endian

来源:互联网 发布:js div滚动条触发事件 编辑:程序博客网 时间:2024/04/27 22:50

1  Big-endian

       按照最高位字节(包含最高位,即MSB,的字节)至最低位字节(包含最低位,即LSB,的字节)的顺序,存放在连续的地址中。
采用这种机制的处理器有IBM3700系列、PDP-10、Mortolora微处理器系列和绝大多数的RISC处理器。
       例如:双字节数0x1234以big-endian的方式存在起始地址0x00000000中
数据<--地址
| 0x12 |<-- 0x00000000

| 0x34 |<-- 0x00000001

2  Little-endian

       按照最低位字节(包含LSB的字节)至最高位字节(包含MSB的字节)的顺序,存放在连续的地址中。
采用这种机制的处理器有PDP-11、VAX、Intel系列微处理器和一些网络通信设备。
       例如:双字节数0x1234以little-endian的方式存在起始地址0x00000000中
数据<--地址
| 0x34 |<-- 0x00000000

| 0x12 |<-- 0x00000001

3  Middle-endian

       除了big-endian和little-endian之外的多字节存储顺序就是middle-endian。

比如以4个字节为例:象以3-4-1-2或者2-1-4-3这样的顺序存储的就是middle-endian。

这种存储顺序偶尔会在一些小型机体系中的十进制数的压缩格式中出现。


       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?在这里我想说说两种语言。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。


       无独有偶,所有网络协议也都是采用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。


4  比特序


        CPU存储一个字节的数据时其字节内的8个比特之间的顺序是否也有big endian和little endian之分?或者说是否有比特序的不同? 实际上,这个比特序是同样存在的。下面以数字0xB4(10110100)用图加以说明。 

Big Endian

   msb                                                         lsb
   ---------------------------------------------->
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |   1  |   0  |   1  |   1  |   0  |   1  |   0  |   0  |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

Little Endian

   lsb                                                         msb
   ---------------------------------------------->
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |   0  |   0  |   1  |   0  |   1  |   1  |   0  |   1  |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+


       实际上,由于CPU存储数据操作的最小单位是一个字节,其内部的比特序是什么样对我们的程序来说是一个黑盒子。也就是说,你给我一个指向0xB4这个数的指针,对于big endian方式的CPU来说,它是从左往右依次读取这个数的8个比特;而对于little endian方式的CPU来说,则正好相反,是从右往左依次读取这个数的8个比特。而我们的程序通过这个指针访问后得到的数就是0xB4,字节内部的比特序对于程序来说是不可见的,其实这点对于单机上的字节序来说也是一样的。 

       那可能有人又会问,如果是网络传输呢?会不会出问题?是不是也要通过什么函数转换一下比特序?嗯,这个问题提得很好。假设little endian方式的CPU要传给big endian方式CPU一个字节的话,其本身在传输之前会在本地就读出这个8比特的数,然后再按照网络字节序的顺序来传输这8个比特,这样的话到了接收端不会出现任何问题。而假如要传输一个32比特的数的话,由于这个数在littel endian方存储时占了4个字节,而网络传输是以字节为单位进行的,little endian方的CPU读出第一个字节后发送,实际上这个字节是原数的LSB,到了接收方反倒成了MSB从而发生混乱。

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