字节存储排序：大端和小端的判别及转换

当前的存储器，多以byte为访问的最小单元，当一个逻辑上的地址必须分割为物理上 的若干单元时就存在了先放谁后放谁的问题,于是端(endian)的问题应运而生了,对于不同的存储方法,就有大端(big-endian)和小端 (little- endian)两个描述。

字节排序按分为大端和小端，概念如下

大端(big endian):低地址存放高有效字节

小端(little endian):低字节存放地有效字节

现在主流的 CPU,intel系列的是采用的little endian的格式存放数据，而motorola系列的CPU采用的是big endian，ARM则同时支持 big和little，网络编程中,TCP/IP统一采用大端方式传送数据，所以有时我们也会把大端方式称之为网络字节序。

特别需要注意的是，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。这里我就只讨论C/C++语言的情况。

1.大端和小端的方式及判断

举个例子说明，我的机子是32位windows的系统，处理器是AMD的。对于一个int型数0x12345678,为方便说明，这里采用16进制表示。这个数在不同字节顺序存储的CPU中储存顺序如下：

0x12345678   16进制，两个数就是一字节

高有效字节——>低有效字节： 12 34 56 78

          低地址位     高低址位

大端：  12  34        56   78

小端： 78  56        34   12

下面验证下本机CPU属于哪种字节存储顺序。代码如下：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

#include   using namespace std;   typedef unsigned int UINT; typedef unsigned char UCHAR;   int main() {     UINT i=0x12345678;     cout<     UCHAR *p = (UCHAR*)&i;          //将i的地址传给数组指针p，实际上p指向的地址是i在内存中存储的第一个字节，大端就是0x12，小端就是0x78     if((*p==0x78)&(*(p+1)==0x56))                cout<<"小端"<     else if((*p==0x12)&(*(p+1)==0x34))         cout<<"大端"<     else         cout<<"这是神马字节顺序呢？";     return 0; }

调试显示时小端，我用的机子字节存储为小端方式。

2.大端和小端的字节转换

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(即大端方式)后再进行传输。此外用C/C++在小端方式的机器上编写的程序与java程序互通时也要进行大端和小端的转换。

这里所谓转换就是改变字节的排序，使交互时数据保持一致。举一个例子，还是16进制 表示的数0x12345678，在小端机器上排序为0x78563412,当内存中这样的数传输时，在大端方式下就是0x78563412这个值，与原值 不同，要想与原值相同，在传输前，在大端方式下就该是0x12345678，这时原数在内存中为0x12345678，即将原数据0x12345678在 内存存储序列为0x12345678，也就是要转换成大端方式。

要传输值：12 34 56 78

不转换时，小端：78 56 34 12

转换为大端：12 34 56 78

根据上面的大端和小端字节排序，可以方便的用移位运算完成转换功能。从小端转到大端代码如下：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34

#include   using namespace std;   typedef unsigned int UINT; typedef unsigned char UCHAR;   int main() {     UINT i=0x12345678;     cout<     UCHAR *p = (UCHAR*)&i;     UINT num,num1,num2,num3,num4;     num1=(UINT)(*p)<<24;     num2=((UINT)*(p+1))<<16;     num3=((UINT)*(p+2))<<8;     num4=((UINT)*(p+3));     num=num1+num2+num3+num4;       cout<<"num1:"<     cout<<"num2:"<     cout<<"num3:"<     cout<<"num4:"<     cout<<"num:"<       unsigned char *q = (unsigned char*)#     if((*q==0x78)&(*(q+1)==0x56))                  cout<<"小端"<     else if((*q==0x12)&(*(q+1)==0x34))         cout<<"大端"<     else         cout<<"这是神马字节顺序呢？";     return 0; }

至于说(UINT)(*p)为什么要移24位，其实是很好理解的，将0x00000012变成0x12000000，不就是向左移24位吗。

当然，向上面这样写时为了方便理解，可以更简单的写一个函数用于完成上面的转换功能，函数如下：

1 2 3 4 5

UINT EndianConvertLToB(UINT InputNum) {     UCHAR *p = (UCHAR*)&InputNum;     return(((UINT)*p<<24)+((UINT)*(p+1)<<16)+                ((UINT)*(p+2)<<8)+(UINT)*(p+3)); }

同样的原理适用于大端转小端，但是大端转小端时移位有差别，函数如下：

1 2 3 4 5

UINT EndianConvertBToL(UINT InputNum) {     UCHAR *p = (UCHAR*)&InputNum;     return(((UINT)*p)+((UINT)*(p+1)<<8)+                ((UINT)*(p+2)<<16)+(UINT)*(p+3)<<24); }