大端序与小端序

理解大端序（Big-Endian）和小端序（Little-Endian）的关键在于数据在内存中存储时字节的排列顺序，特别是在存储多字节数据类型（如整数、浮点数）时。以下是清晰易懂的解释：

核心概念

假设有一个 32位（4字节）整数 0x12345678（十六进制表示），其最高位字节是 0x12，最低位字节是 0x78。它在内存中的存储方式如下：

1. 大端序（Big-Endian）

• 高位字节在前，低位字节在后（符合人类阅读习惯）。
• 内存地址从低到高的顺序：0x12 → 0x34 → 0x56 → 0x78

  低地址 ----------------→ 高地址
  +----+----+----+----+
  | 12 | 34 | 56 | 78 |
  +----+----+----+----+
  

2. 小端序（Little-Endian）

• 低位字节在前，高位字节在后（符合计算机处理习惯）。
• 内存地址从低到高的顺序：0x78 → 0x56 → 0x34 → 0x12

  低地址 ----------------→ 高地址
  +----+----+----+----+
  | 78 | 56 | 34 | 12 |
  +----+----+----+----+
  

💡 记忆口诀

• 大端序：高位在低地址（“大端”像领导坐前排）。
• 小端序：低位在低地址（“小端”像倒着放）。

为什么需要字节序？

计算机以字节为单位访问内存，但数据类型（如 int、float）可能占用多个字节。不同硬件平台选择不同字节序：

• 大端序：Sun SPARC、IBM z/Architecture（大型机）、网络传输（网络字节序默认大端）。
• 小端序：x86/x64（Intel/AMD）、ARM（可配置）、Android/iOS设备。

实际影响

1. 跨平台数据传输

• 如果一台小端机向大端机发送 int 数据而不转换，接收方会解析错误！
• 解决方案：统一用 大端序 作为网络传输标准（称为 网络字节序），通过函数转换：

  htons() // 主机序转网络序（short类型）
  ntohl() // 网络序转主机序（long类型）
  

2. 代码中的陷阱

int num = 0x12345678;
char* p = (char*)# // 用char指针访问int的每个字节
// 小端机上：p[0] = 0x78, p[1] = 0x56, ...
// 大端机上：p[0] = 0x12, p[1] = 0x34, ...

结论：直接操作内存字节时，必须考虑字节序！

如何判断当前系统字节序？

用C代码检测：

#include <stdio.h>int main() {int num = 0x1;char *p = (char*)#if (*p == 1) {printf("Little-Endian\n"); // 低位字节在低地址} else {printf("Big-Endian\n");    // 高位字节在低地址}return 0;
}

典型应用场景

1. 网络协议（如IP/TCP头部）
   • 所有字段均按大端序传输，确保跨平台兼容性。
2. 文件格式（如BMP图片、ELF可执行文件）
   • 文件头中明确指定字节序（BMP用小端，JPEG用大端）。
3. 硬件寄存器
   • 设备驱动的寄存器数据需按硬件要求的字节序读写。

总结

理解字节序能避免跨平台数据解析错误，是处理底层数据、网络编程和系统兼容性的基础！