大端小端存储模式详解及判断方法

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大小端模式的概念

当我们查看数据在内存中的存储情况时，我们经常会发现一个很奇怪的现象，什么现象呢？

int main()
{
	int i = 12;
	return 0;
}

数据在内存中的存放方式似乎和我们想象的顺序不太一样，在我们的常规认知不一样，在我们的常规认知中，它的存放方式应该是 00 00 00 0c ，那造成这个现象的原因是什么呢？

这是因为在内存中存放数据通常会采用两种不同的存储模式：大端存储和小端存储。

• 大端存储模式：是指 数据的低位 保存在 内存的高地址 中，数据的高位 保存在 内存的低地址 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。

• 小端存储模式：是指 数据的低位 保存在 内存的低地址 中， 数据的高位 保存在 内存的高地址 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。

用图举例：

用表举例：
32bit宽的数 0x12345678 在CPU内存中的存放方式（假设从地址 0x4000 开始存放）为：

数据高位  ->   数据低位
     0x12345678

	内存地址	小端模式	大端模式
高地址	0x4003	0x12	0x78
	0x4002	0x34	0x56
	0x4001	0x56	0x34
低地址	0x4000	0x78	0x12

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两种模式出现原因

为什么会有大小端模式之分呢？ 这是因为：

• 有些变量类型的大小大于一个字节，如：16bit的short型，32bit的long型（要看具体的编译器）。
• 有些处理器的位数大于8位，例如16位或者32位的处理器。那么其中的寄存器的宽度必定大于一个字节。

总而言之，就是一个字节无法满足我们的存储需求，因此就诞生了大端小端这两种存储模式。

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两种模式的优劣

大端小端没有谁优谁劣，各自优势便是对方劣势：

• 小端模式 ：

1. 强制转换数据不需要调整字节内容，1、2、4字节的存储方式一样。
2. CPU做数值运算时从内存中依次从低位到高位取数据进行运算，直到最后刷新高位的符号位，这样的运算方式会更高效。

• 大端模式 ：符号位的判定固定为第一个字节，容易判断正负。

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大小端的应用情景

一般操作系统都是小端，而JAVA、通讯协议是大端的。

对于处理器而言：

• 小端模式：Intel的80X86系列芯片，ARM处理器默认采用小端、但可以切换成大端。
• 大端模式：KEIL C51、PowerPC、IBM、Sun。

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判断机器的字节序

那么我们该如何判断当前机器的字节序是大端还是小端？

以 int 变量 i=258 为例，i 的16进制形式为 i=0102 ，用图来表示 i 以两种方式存储的结果：

在 小端存储模式 中 最低位字节 存放的为 02，大端存储模式 中放的为 00 。因此可以通过强制转换的方法，将一个四个字节的 int 数据截断为一个字节的 char 数据，即可得到这个低位的数据，再进行判断，如果为 02 则说明该机器为 小端存储模式，如果为 00 则说明为 大端存储模式 。

代码实现：

int main()
{
    int i = 258;
    char ch = (char)i;
    if (ch == 02)
        printf("小端存储\n");
    else
        printf("大端存储\n");
    return 0;
}

运行结果：

验证：