大小端模式

xiaoxiao2021-02-28  77

承接《数组指针和指针数据》最后有个关于大小端的问题

上面这个问题似乎还没啥技术含量,下面就来个有技术含量的:在x86 系统下,其值为多少? int main() {    int a[4]={1,2,3,4};    int *ptr1=(int *)(&a+1);//指向a数组后面的内存单元,&a+1表示向后移16个存储单元    int *ptr2=(int *)((int)a+1);//表示a的存储单元的地址增加一个字节    printf("%x,%x",ptr1[-1],*ptr2);//ptr1[-1]其实指向的是a数组的最后一个单元,*ptr1则表示a数组的地址后移一个字节之后的4个连续存储单元所存储的值    return 0; }

其内存布局如下图:

大小端模式

  编辑 大端模式,是指数据的高字节保存在内存的低地址中,而数据的低字节保存在内存的高地址中,这样的存储模式有点儿类似于把数据当作字符串顺序处理:地址由小向大增加,而数据从高位往低位放;这和我们的阅读习惯一致。 小端模式,是指数据的高字节保存在内存的高地址中,而数据的低字节保存在内存的低地址中,这种存储模式将地址的高低和数据位权有效地结合起来,高地址部分权值高,低地址部分权值低。 例子 

int num1 = 1;

num1 补码 0x00000001

大端模式(Big-endian模式)内存存储次序 0x00000001 

小端模式(Little-endian模式)内存存储次序0x01000000

实体测试大小端模式

示例代码

#include "stdafx.h" #include <iostream> using namespace std; int main() { int a[4] = { 1,2,3,4 }; int *ptr1 = (int *)(&a + 1);//指向a数组后面的内存单元,&a+1表示向后移16个存储单元 int *ptr2 = (int *)((int)a + 1);//表示a的存储单元的地址增加一个字节 cout << ptr1[-1] << endl;//ptr1[-1]其实指向的是a数组的最后一个单元,*ptr1则表示a数组的地址后移一个字节之后的4个连续存储单元所存储的值 cout << *ptr2 << endl; cout << *ptr1 << endl; return 0; }运行系统64位 win7,编译器visual studio2015 x86 运行结果:

看一下内存地址

从内存中可以看出该模式是小端模式

&a 是整个数组的首地址,a是数组首元素的首地址(参考《数组指针和指针数据》)

ptr1 = a + 16

ptr2 =  a + 1

ptr2 为什么等于33554432呢?

ptr2内存如下图

由于该模式是小端模式,*ptr2补码是 0x02000000 转为二进制则是33554432

怎样判断当前操作系统是什么模式呢

联合体union的存放顺序是所有成员都从低地址开始存放,利用该特性可以轻松地获得了CPU对内存采用Little-endian还是Big-endian模式读

bool checkCPU() { union w { int a; char b; } c; c.a = 1; return(c.b == 1); }

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扩展

x86结构的计算机使用的都是小端模式。一般来说,大部分用户的操作系统(如windows,FreeBSD,linux)都是小端模式。少部分,如MAC OS是大端模式

在网络上传输数据时,由于数据传输的两端对应不同的硬件平台,采用的存储字节顺序可能不一致。因此在TCP/IP协议规定了在网络上必须采用网络字节顺序,也就是大端模式。 对于char型数据只占一个字节,无所谓大端和小端。而对于非char类型数据,必须在数据发送到网络上之前将其转换成大端模式。接收网络数据时按符合接受主机的环境接收。

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