理解字节序

2020-06-24

Ann Ann

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。

再看一个例子,0x1234567的大端字节序和小端字节序的写法如下图。

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。

  1.  

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。

  1.  

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。

  1.  

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。

  1.  

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。

x = buf[offset]<<8 | buf[offset+1];

上面代码中,第一个字节左移8位(即后面添8个0),然后再与第二个字节进行或运算。

如果是小端字节序,用下面的公式转成值。

x = buf[offset+1] * 256 + buf[offset];

32位整数的求值公式也是一样的。

/* 大端字节序 */
i = (data[3]<<0) | (data[2]<<8) | (data[1]<<16) | (data[0]<<24);

/* 小端字节序 */
i = (data[0]<<0) | (data[1]<<8) | (data[2]<<16) | (data[3]<<24);
近期开课hot
logo

Follow Us

linkedinfacebooktwitterinstagramweiboyoutubebilibilitiktokxigua

We Accept

/image/layout/pay-paypal.png/image/layout/pay-visa.png/image/layout/pay-master-card.png/image/layout/pay-stripe.png/image/layout/pay-alipay.png

地址

Level 10b, 144 Edward Street, Brisbane CBD(Headquarter)
Level 8, 11 York st, Wynyard, Sydney CBD
Business Hub, 155 Waymouth St, Adelaide SA 5000

Disclaimer

footer-disclaimerfooter-disclaimer

JR Academy acknowledges Traditional Owners of Country throughout Australia and recognises the continuing connection to lands, waters and communities. We pay our respect to Aboriginal and Torres Strait Islander cultures; and to Elders past and present. Aboriginal and Torres Strait Islander peoples should be aware that this website may contain images or names of people who have since passed away.

匠人学院网站上的所有内容,包括课程材料、徽标和匠人学院网站上提供的信息,均受澳大利亚政府知识产权法的保护。严禁未经授权使用、销售、分发、复制或修改。违规行为可能会导致法律诉讼。通过访问我们的网站,您同意尊重我们的知识产权。 JR Academy Pty Ltd 保留所有权利,包括专利、商标和版权。任何侵权行为都将受到法律追究。查看用户协议

© 2017-2024 JR Academy Pty Ltd. All rights reserved.

ABN 26621887572