大端存储和小端存储
在计算机系统中,数据在内存中的存储方式并不是唯一的。对于多字节的数据类型(如 int
、float
等),计算机可以以不同的方式在内存中存储它们。这些存储方式通常分为两种:大端存储(Big-Endian)和小端存储(Little-Endian)。了解这两种存储方式对底层编程和系统开发非常重要,尤其在涉及数据传输或跨平台开发时。本文将详细解释大端存储与小端存储。
什么是大端存储,什么是小端存储
我们从最开始的汇编语言就可以知道,数据与程序在内存里面以二进制的形式进行存储,而它们进行存储的时候我们可以知道它以什么作为单位,比如就拿我最近学的8086CPU作为例子,它可以一次性处理以下的两种尺寸的数据。
1.字节:一个字节由8个bit组成,可以存在8位寄存器中。
2.字:一个字由两个字节组成,在一个字中我们可以分成高位字节和低位字节,如下图。
接下来我们就来说一下什么是大端存储什么是小端存储了。
当一个多字节的数据(例如 32 位整数)被存储在内存中时,需要决定这些字节的存储顺序。
- 大端存储(Big-Endian):数据的最高有效字节(Most Significant Byte,MSB)存储在内存的最低地址。换句话说,数值中权重最大的字节在内存中最前面。
- 小端存储(Little-Endian):数据的最低有效字节(Least Significant Byte,LSB)存储在内存的最低地址。换句话说,数值中权重最小的字节在内存中最前面。
这里我们来解释一下里面的一些名词。
最高地址(High Address):指的是内存中地址值较大的位置。在内存的连续地址空间中,最高地址位于末尾。
最低地址(Low Address):指的是内存中地址值较小的位置。在内存的连续地址空间中,最低地址位于开始端。
最高有效字节(Most Significant Byte,MSB):可以把它看作上面16位时的高位字节。
最低有效字节(Least Significant Byte,LSB):可以把它看作上面16位的低位字节。
我们这里举个例子来说明一下,比如一个32位无符号0x12345678,它占用了四个字节
按照大端存储来看的话,内存从低地址到高地址是:0x12 0x34 0x56 0x78,高位字节0x12存储在低地址
而按照小端存储来看的话,内存从低地址到高地址的存储顺序为:0x78 0x56 0x34 0x12,高位字节0x12存储在最高地址。
大端和小端存储的优势
大端存储的优势
1.**符合人类的阅读习惯。**例如,在处理多字节数据时,直接读取的字节顺序与我们书写和阅读数字的顺序相同。这对于调试和手动分析内存内容时更为直观。
2.**网络协议一致性。**许多网络协议(如 TCP/IP)采用大端字节序。这使得在网络传输数据时,无需转换字节序,减少了潜在的兼容性问题,确保了在不同平台间的数据一致性。
3.**方便与数据结构结合。**某些数据结构(如某些图像格式、音频格式)在设计时可能采用大端存储,这使得直接读取和处理这些格式的数据时更加高效。
小端存储的优势
1.**处理效率高。**在小端存储中,低位字节存储在内存的低地址,对于一些基本的加法和运算操作,特别是在处理低位字节时,可以直接从内存中读取,不需要额外的字节序转换。这在某些情况下可以提高处理效率。
2.**硬件支持小端存储。**许多现代处理器(如 Intel 和 AMD)采用小端字节序,这使得在这些平台上开发的软件不需要进行字节序转换,能够更高效地访问和处理数据。
3.**与编程语言兼容。**一些编程语言(如 C/C++)在处理数组和指针时,可能更容易与小端存储兼容,尤其是在涉及到位操作时。
在计算机里如何检测系统是大端还是小端
在这里我们用一个简单的C语言程序来进行判断。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
unsigned int x = 0x12345678;
unsigned char* p = (unsigned char*)(&x);
if (*p == 0x78)
{
printf("小端存储");
}
else
{
printf("大端存储");
}
return 0;
}
注意:这里的unsigned char可以用来当作一个字节所存储的内容,而不只是单纯的无符号的字符类型。
我们通过这段代码可以很轻松的得到最终的结果。
反思
unsigned char可以用来当作一个字节所存储的内容,而不只是单纯的无符号的字符类型。
我们通过这段代码可以很轻松的得到最终的结果。
反思
掌握大端存储和小端存储的概念,有助于我们在开发过程中更准确地处理数据,以及对于计算机内存有一定的了解,对于认识整个计算机体系也有一定的帮助。
标签:小端,存储,字节,只大端,unsigned,地址,内存 From: https://blog.csdn.net/sjsjsbbsbsn/article/details/143560217