大端小端 各系統及機器的資訊表示

2021-08-29 17:40:33 字數 3650 閱讀 8157

因為現行的計算機都是以八位乙個位元組為儲存單位,那麼乙個16位的整數,也就是c語言中的short,在記憶體中可能有兩種儲存順序big-

endian和litte-endian.考慮乙個short整數0x3132(0x32是低位,0x31是高位),把它賦值給乙個short變數,那麼它在記憶體中的儲存可

能有如下兩種情況:

大端位元組(big-endian):

short變數位址

0x1000                  0x1001

___________________________________

|                 |

|         0x31    |       0x32

|________________ | ________________

高位位元組在低位位元組的前面,也就是高位在記憶體位址低的一端.可以這樣記住(大端->高位->在前->正常的邏輯順序)

小端位元組(little-endian):

short變數位址

0x1000                  0x1001

_____________________________________

|                 |

|         0x32    |       0x31

|________________ | __________________

低位位元組在高位位元組的前面,也就是低位在記憶體位址低的一端.可以這樣記住(小端->低位->在前->與正常邏輯順序相反)

可以做個實驗

在windows上下如下程式

#include 

<

stdio.h

>

#include 

<

assert.h

>

void

main( 

void)

然後在c盤下開啟test.txt檔案,可以看見內容是21,而test等於0x3132,可以明顯的看出來x86的位元組順序是低位在前.如果我們

把這段同樣的**放到(big-endian)的機器上執行,那麼打出來的檔案就是12.這在本機中使用是沒有問題的.但當你把這個檔案從一

個big- endian機器複製到乙個little-endian機器上時就出現問題了.

如上述例子,我們在big-endian的機器上建立了這個test檔案,把其複製到little-endian的機器上再用fread讀到乙個 short裡

面,我們得到的就不再是0x3132而是0x3231了,這樣讀到的資料就是錯誤的,所以在兩個位元組順序不一樣的機器上傳輸資料時需要特別

小心位元組順序,理解了位元組順序在可以幫助我們寫出移植行更高的**.

正因為有位元組順序的差別,所以在網路傳輸的時候定義了所有位元組順序相關的資料都使用big-endian,bsd的**中定義了四個巨集來處

理:#define

ntohs(n)     

//網路位元組順序到主機位元組順序 n代表net, h代表host, s代表short

#define

htons(n)     

//主機位元組順序到網路位元組順序 n代表net, h代表host, s代表short

#define

ntohl(n)      

//網路位元組順序到主機位元組順序 n代表net, h代表host, s代表 long

#define

htonl(n)      

//主機位元組順序到網路位元組順序 n代表net, h代表host, s代表 long

舉例說明下這其中乙個巨集的實現:

#define

sw16(x) "

((short

)( "

(((short

)(x) &(

short

)0x00ffu

) <<8) 

|"(((short

)(x) &(

short

)0xff00u

) >>

8) ))

這裡實現的是乙個交換兩個位元組順序.其他幾個巨集類似.

我們改寫一下上面的程式

#include 

<

stdio.h

>

#include 

<

assert.h

>

#define

sw16(x) "

((short

)( "

(((short

)(x) &(

short

)0x00ffu

) <<8) 

|"(((short

)(x) &(

short

)0xff00u

) >>

8) ))

//因為x86下面是低位在前,需要交換一下變成網路位元組順序

#define

htons(x) sw16(x)

void

main( 

void)

如果在高位元組在前的機器上,由於與網路位元組順序一致,所以我們什麼都不幹就可以了,只需要把#define htons(x) sw16(x)巨集替

換為 #define htons(x) (x).

一開始我在理解這個問題時,總在想為什麼其他資料不用交換位元組順序?比如說我們write一塊buffer到檔案,最後終於想明白了,

因為都是unsigned char型別乙個位元組乙個位元組的寫進去,這個順序是固定的,不存在位元組順序的問題.

【用函式判斷系統是big endian還是little endian】

bool

isbig_endian()

//如果位元組序為big-endian,返回true;

//反之為   little-endian,返回false

//isbig_endian()

【列印程式物件的位元組表示】

//可在不同平台與硬體架構的機器中測試執行這段**,理解大端表示和小端表示的不同.

//這段**使用強制型別轉換規避型別系統

#incluede 

<

stdio.h

>

//假設每個位元組都是非負整數

typedef unsigned 

char

*byte_pointer;

void

show_bytes(byte_pointer start, 

intlen)

void

show_int(

intx)

void

show_float(

float

x)//

在使用相同編碼(如ascii編碼)的系統中,字串位元組表示得到的結果一般是相同的.所以文字資料比二進位制資料具有更強的平台無關性

void

show_string(

char*x)

void

show_pointer(

void*x)

void

test_show_bytes(

intval)

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

對於如數值12345在int型和float型時的編碼表示

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