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理解字节序

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发表于 2020-6-26 15:00:34 | 显示全部楼层 |阅读模式
1.
计算机硬件有两种储存数据的方式:大端字节序(big endian)和小端字节序(little endian)。
                                                                                                                举例来说,数值0x2211使用两个字节储存:高位字节是0x22,低位字节是0x11。
  

  • 大端字节序:高位字节在前,低位字节在后,这是人类读写数值的方法。
  • 小端字节序:低位字节在前,高位字节在后,即以0x1122形式储存。
cf72cd7d02b1d35ba4648ade4cba15ba.jpg

同理,0x1234567的大端字节序和小端字节序的写法如下图。
d7e40716a47101be068149748aafdb0f.gif

2.
我一直不理解,为什么要有字节序,每次读写都要区分,多麻烦!统一使用大端字节序,不是更方便吗?
上周,我读到了一篇文章,解答了所有的疑问。而且,我发现原来的理解是错的,字节序其实很简单。
3.
首先,为什么会有小端字节序?
答案是,计算机电路先处理低位字节,效率比较高,因为计算都是从低位开始的。所以,计算机的内部处理都是小端字节序。
但是,人类还是习惯读写大端字节序。所以,除了计算机的内部处理,其他的场合几乎都是大端字节序,比如网络传输和文件储存。
4.
计算机处理字节序的时候,不知道什么是高位字节,什么是低位字节。它只知道按顺序读取字节,先读第一个字节,再读第二个字节。
如果是大端字节序,先读到的就是高位字节,后读到的就是低位字节。小端字节序正好相反。
理解这一点,才能理解计算机如何处理字节序。
5.
字节序的处理,就是一句话:
  "只有读取的时候,才必须区分字节序,其他情况都不用考虑。"
处理器读取外部数据的时候,必须知道数据的字节序,将其转成正确的值。然后,就正常使用这个值,完全不用再考虑字节序。
即使是向外部设备写入数据,也不用考虑字节序,正常写入一个值即可。外部设备会自己处理字节序的问题。
6.
举例来说,处理器读入一个16位整数。如果是大端字节序,就按下面的方式转成值。
x = buf[offset] * 256 + buf[offset+1];
上面代码中,buf是整个数据块在内存中的起始地址,offset是当前正在读取的位置。第一个字节乘以256,再加上第二个字节,就是大端字节序的值,这个式子可以用逻辑运算符改写。
<blockquote>x = buf[offset]
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