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分类: C/C++

2019-12-19 16:49:57

大端和小端是指数据在内存中的存储模式,它由 CPU 决定:

1) 大端模式(Big-endian)是指将数据的低位(比如 1234 中的 34 就是低位)放在内存的高地址上,而数据的高位(比如 1234 中的 12 就是高位)放在内存的低地址上。这种存储模式有点儿类似于把数据当作字符串顺序处理,地址由小到大增加,而数据从高位往低位存放。

2) 小端模式(Little-endian)是指将数据的低位放在内存的低地址上,而数据的高位放在内存的高地址上。这种存储模式将地址的高低和数据的大小结合起来,高地址存放数值较大的部分,低地址存放数值较小的部分,这和我们的思维习惯是一致,比较容易理解。

为什么有大小端模式之分?

计算机中的数据是以字节(Byte)为单位存储的,每个字节都有不同的地址。现代 CPU 的位数(可以理解为一次能处理的数据的位数)都超过了 8 位(一个字节),PC机、服务器的 CPU 基本都是 64 位的,嵌入式系统或单片机系统仍然在使用 32 位和 16 位的 CPU。

对于一次能处理多个字节的CPU,必然存在着如何安排多个字节的问题,也就是大端和小端模式。以 int 类型的 0x12345678 为例,它占用 4 个字节,如果是小端模式(Little-endian),那么在内存中的分布情况为(假设从地址 0x 4000 开始存放):

内存地址 0x4000 0x4001 0x4002 0x4003 
存放内容 0x78 0x56 0x34 0x12

如果是大端模式(Big-endian),那么分布情况正好相反:

内存地址 0x4000 0x4001 0x4002 0x4003 
存放内容 0x12 0x34 0x56 0x78

我们的 PC 机上使用的是 X86 结构的 CPU,它是小端模式;51 单片机是大端模式;很多 ARM、DSP 也是小端模式(部分 ARM 处理器还可以由硬件来选择是大端模式还是小端模式)。

借助共用体,我们可以检测 CPU 是大端模式还是小端模式,请看代码:
#include
int main()
{
    union{
        int n;
        char ch;
    } data;


    if(data.ch == 1){
        printf("Little-endian\n");
    }else{
        printf("Big-endian\n");
    }
    return 0;
}


在PC机上的运行结果: 

Little-endian

共用体的各个成员是共用一段内存的。1 是数据的低位,如果 1 被存储在 data 的低字节,就是小端模式,这个时候 data.ch 的值也是 1。如果 1 被存储在 data 的高字节,就是大端模式,这个时候 data.ch 的值就是 0。

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