大小端模式

问题引入

加3g实验室的艰难之旅,遇到一道这样的实验室面试题:

阅读以下代码,计算结果。

int main(){
    int a[5] = {1,2,3,4,5};
    int *ptr2 = (int *)((long int)a+1);
    printf("%x",*ptr2);
    return 0;
}

** 输出结果为2000000 **
原题对a强制转换为int,64位机指针长度为八个字节,所以改为long int。

先来分析一下表达式,a为数组a[0]的地址,强制转换为长整型变为地址的数值后加一,实际为第一个元素的第二字节地址的数值。后转换为一指向整型的指针并赋值给ptr2。整型为4个字节,从第一元素第二字节开始往后读取四个字节,间接访问得出此四个字节代表的数值,并以十六进制输出。

那么问题来了,为什么是2000000,数组的整型元素在内存中是怎么储存的?这四个字节内存的是怎样的二进制数?为什么会这样储存?
经过度娘的帮助,它终于出现了——大小端模式


什么是大小端模式

大端模式
大端模式是指数据的高位,保存在内存的低地址中,而数据的低位,保存在内存的高地址中。大端模式与我们的阅读习惯相同。

小端模式
小端模式是指数据的高位保存在内存的高地址中,而数据的低位保存在内存的低地址中。

举例
int a=2;
地址:小----->大
在大端模式中,a存为:
0x00 0x00 0x00 0x02
在小端模式中,a存为:
0x02 0x00 0x00 0x00


为什么会有大小端模式

在计算机系统中,地址是以字节为单位的,每个地址单元都对应着一个字节,一个字节为8bit。但是在C语言中除了一个字节(8bit)的char之外,还有两个字节(16bit)的short型等超过一个字节的数据类型。另外,对于位数大于 8位的处理器,由于寄存器宽度大于一个字节。所以必然存在如何将多个字节安排的问题,因此就有了大端存储模式和小端存储模式。


呀哈名字由来

小说《格列夫游记》中,小人国内部分裂成Big-endian和Little-endian两派,区别在于一派要求从鸡蛋的大头把鸡蛋打破,另一派要求从鸡蛋的小头把鸡蛋打破。斯威夫特借以讽刺英国的政党之争,在计算机工业中指数据储存顺序的分歧。


测试大小端

一个简单的判断数据储存模式为大端模式还是小端模式。

#include<stdio.h>
int main(){
    int x = 1;
    char *p = (char *)&x;
    if(*p) printf("little\n");
    else printf("big\n");
    return 0;
}

我的是小端模式

回归面试题

a[5] = {1,2,3,4,5};

第一个元素和第二个元素储存方式
(地址:小--->大)
大端模式下:
0x00 0x00 0x00 0x01 0x00 0x00 0x00 0x02
小端模式下:
0x01 0x00 0x00 0x00 0x02 0x00 0x00 0x00

截取第二个字节到第五个字节
大端模式:
0x00 0x00 0x01 0x00
小端模式:
0x00 0x00 0x00 0x02

读取数据
大端模式:
从高地址往低地址读取
0x00 0x00 0x01 0x00
读取数据转换为十六进制为100
小端模式:
从低地址往高地址读取
0x00 0x00 0x00 0x02
排成大端(0x02 0x00 0x00 0x00)
读取数据转换为十六进制为2000000

所以在大端模式下,结果为100。
在小端模式下,结果为2000000。


学C学得好迷啊,心好累,哈哈哈哈哈。

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