大端与小端(Little

1、大端 (Big Endian与小端 (Little Endian 简介Byte Endian 是指字 节在内 存中 的组 织 , 所 以也称它 为 Byte Ordering , 或 Byte Order。对于数据中跨越多个字节的对象 , 我们必须为它建立这样的约 定 :(1 它的地址是多少 ?(2 它的字节在内存中是如何组织的 ?针对第一个问题 ,有这样的解释 :对于跨越多个字节的对象 ,一般它所占的字节都是连续的 , 它的 地址等于它所占 字节最低地址 。 (链表可能是个例外 , 但链表的地址 可看作链表头的地址 。比如 : int x, 它的地址为 0x100。 那么它占据了内存中的 O

2、x100, 0x101, 0x102, 0x103这四个字节(32位系统,所以 int 占用 4个字节。上面只是内存字节组织的一种情况 : 多字节对象在内存中的组 织有一般有两 种约定。 考虑一个 W 位的整数。它的各位表达如下 :Xw-1, Xw-2, . , X1, X0, 它的 MSB (Most Significant Byte, 最高有效字节 为 Xw-1, Xw-2, . Xw-8;LSB (Least Significant Byte , 最低有效字节 为 X7, X6, . , X0 。其余的字节位于 MSB , LSB 之间。LSB 和 MSB 谁位于内存的最低地址 , 即谁

3、代表该对象的地址 ? 这就引出了大 端 (Big Endian与小端 (Little Endian 的问题。 如果 LSB 在 MSB 前面, 既 LSB 是低 地址, 则该机器是小端 ; 反之则 是大端。DEC （Digital Equipment Corporation, 现在是 Compaq 公司的一部 分 和 Intel 的 机器（X86 平台一般采用小端。IBM , Motorola（Power PC, Sun 的机器一般采用大端。当然,这不代表所有情况。有的 CPU 即能工作于小端 , 又能工作于 大端, 比如 ARM , Alpha,摩托罗拉的 PowerPC 。 具体情形参考处

4、 理器手册。具体这类 CPU 是大端还是小端 ,应该和具体设置有关。（如, Power PC支持 little-endian 字节序 ,但在默认配置时是 big-endian 字节序一般来说 ,大部分用户的操作系统 （如 windows, FreeBsd,Linux 是 Little Endian 的。少部分,如 MAC OS ,是 Big Endian 的。 所以说, Little Endian还是 Big Endian 与操作系统和芯片类型都 有关系。Linux 系统中 , 你可以在 /usr/include/中（包括子目录查找字符 串 BYTE_ORDER（或_BYTE_ORDER, _

5、BYTE_ORDER, 确定其值。 BYTE_ORDER 中文称为字 节 序。这个值一般在 endian.h 或 machine/endian.h文件中可以找到 , 有时在 feature.h 中,不同的操作系统可能有所不同。big endian是指低地址存放最高有效字节 （MSB ,而 little endian 则是低地址存放 最低有效字节 （LSB 。用文字说明可能比较抽象 ,下面用图像加以说明。比如数 字 0x12345678在两种 不同字节序 CPU 中的存储顺序如下所示 :Big Endian低地址 高地址 >+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

6、-+-+| 12 | 34 | 56 | 78 | +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+Little Endian低地址 高地址 >+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+| 78 | 56 | 34 | 12 | +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+从上面两图可以看出 ,采用 big endian方式存储数据是符 合我们人类的思维习 惯的 .为什么要注意字节序的问题呢 ?你可能这么问。当然 ,如果 你写的程序只在单机 环境下面运行 ,并且不和别人的程序打交道 ,那 么你完全可以

7、忽略字节序的存在。但 是 ,如果你的程序要跟别人的程 序产生交互呢 ?在这里我想说说两种语言。 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 J*A 编写的 程序 则唯一采用 big endian方式来存储数据。试想 ,如果你用 C/C+语 言在 x86 平 台下编写的程序跟别人的 J*A 程序互通时会产生什么结 果 ?就拿上面的 0x12345678来说 ,你的程序传递给别人的一个数 据,将指向 0x12345678的指针传给 了 J*A 程序,由于 J*A 采取 big endian 方式存储 数据 , 很自 然的 它会将你 的数 据翻 译为 0x78

8、563412。什么?竟然变成另外一个数字了 ?是的,就是这种后 果。因此 ,在你的 C 程序传给 J*A 程序之前有必要进行字节序的转 换工作。无独有偶 ,所有网络协议也都是采用 big endian 的方式来传输 数据的。所以有 时我们也会把 big endian方式称之为网络字节序。 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后再进行传输。 ANSI C 中提供了下面四 个转换字节序的宏。·BE 和 LE 一文的补完我在 8月 9号的 Big Endian和 Little Endian 一文中谈了字节序的问题 ,原文见上面的超级链

9、接。可是有朋友仍然会问 , CPU 存储一 个字节的数据时其字节内的 8个比特之间的顺序是否也有 big endian和 little endian 之分?或者说是否有比特序的不同 ? 实 际上 , 这 个 比 特序 是同 样 存 在 的 。下 面 以 数字 0xB4 (10110100用图加以说明。Big Endianmsb lsb>+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+| 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 |+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+Little Endian

10、lsb msb>+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+| | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ 实际上，由 于 CPU 存储数据操作的最小单位是一个字节，其内 部的比特序是什么样对我们的 程序来说是一个黑盒子。也就是说，你 给我一个指向 0xB4 这个数的指针 对于 big endian 方式的 CPU 来说 ， ， 它是从左往右依次读取这个数的 8 个比特；而对于 little endian 方式的 CPU 来说，则正好相反，是从右往

11、左依次读取这个数的 8 个比 特。而我们的程序通过这个指针访问后得到的数就是 0xB4，字节内 部的比特序对 于程序来说是不可见的 其实这点对于单机上的字节序 ， 来说也是一样的。 那可能 有人又会问，如果是网络传输呢？会不会出问题？是不 是也要通过什么函数转换 一下比特序？嗯，这个问题提得很好。假设 little endian 方式的 CPU 要传给 big endian 方式 CPU 一个字节的 话，其本身在传输之前会在本地就读出这个 8 比特的 数，然后再按照 网络字节序的顺序来传输这 8 个比特 这样的话到了接收端不会出 现， 任何问题 而假如要传输一个 32 比特的数的话 由于这个数在 littel 。， endian 方存储时占了 4 个字节，而网络传输是以字节为单位进行的， little endian 方的 CPU 读出第一个字节后发送，实际上这个字节是 原数的 LSB，到了接收方反倒成 了 MSB 从而发生混乱。【用函数判断系统是 Big Endian 还是 Little Endian 】 bool IsBig