大小端?堆栈增长方向?数组增长方向?

  这个问题源自某讨论课题，闲话少说，直接上代码：

#include<stdio.h>int main(int argc, char** argv) {    int a[] = {('l'<<24) + ('l'<<16) + ('e'<<8) + 'h', 'o'};    printf("%x%x\n", a[0], a[1]);    puts((char*)a);    return 0;}

输出结果为:

6c6c65686f
hello

这个代码十分简单，就是在测试c标准对一些“神奇”的操作的默认做法以及机器内存存储方式。这里疑点最大的为数组a，为什么会是‘l’‘l’‘e’‘h’‘o’呢？分析一下：

1. 字符在进行数值运算时将会转化为int，这点可以通过sizeof('c'-'a')来验证。（因此这里不会出现这样的warning: left shift count >= width of type [-Wshift-count-overflow]）

2. 可以发现a此时在内存中的呈现（这里用assic字符代替对应的数值，也就是'l' = 0x6c、'e' = 0x65）为：

上为高地址

   \0                        -------

   \0                        |

   \0                        |  a[1]

   ‘o’                       |

------------------------------

   'l'                         |

   'l'                         |   a[0]

   'e'                        |

   'h'                        --------    <-a

3. 基于2以及第二行输出，可以得出结论：数组增长方向为从低向高地址增长, puts、scanf 等输出函数在输出字符串时输出按照从低地址到高地址的顺序

4. 由已知结论可知，栈的增长方向为从高地址向低地址增长，而堆的增长方向为从低地址向高地址增长

5. 由3、4得出结论，数组的增长方向与栈（堆）增长方向没有必然联系

6. 再看3中的a[1], 可知int a = 0x6c6c6568在写入内存中方向从左到右（从高有效位到低有效位）为从低地址向高地址（小端，即little endian表示法）

经过以上分析，现在再来看

 int a[] = {('l'<<24) + ('l'<<16) + ('e'<<8) + 'h', 'o'};

和

 int s[] = {'h', 'e', 'l', 'l', 'o'};

产生“违和感”感的原因是什么呢？如果把数组看作许多单元的集合，那么数组的增长方向对象为数组单元之间，大小端表示法为单元本身，至于栈（和堆）的方向，与他们俩没有半毛钱关系。在小端表示法的机器上，数组的增长方向和单元内部的方向正好相反!当前四个字节作为一个整体int时按照小端法需要将顺序倒转过来，这是正产生“违和感”的原因。

于是现在可以写出大端法的int数组表示了：

int b[] = {('h'<<24) + ('e'<<16) + ('l'<<8) + 'l', 'o'<<24};

表现在内存中为:

上为高地址

    \0                 ----------

    \0                 |

    \0                 |   a[1]

    'o'                 |

------------------------------

    'l'                  |

    'l'                  |   a[0]

    'e'                 |

    'h'                 -----------

与小端法内存表现一致。所谓大小端，都是以byte为单位，是针对一个单元内部的byte排列方式。

现在再来看移位操作，左移操作方向为向高有效位方向，对应小端，就是向低地址方向移动，而对应大端，则是向高地址方向移动，恰好相反。

这里有几个方向，一个是堆栈方向，一个是数组方向，一个是有效位高低方向，一个是地址高低方向。

至于结构体、类等，方向表现为与数组方向一致。