引言?

我們學習了整型在內(nèi)存中是以原反補碼的形式存儲的，我們還學習了浮點型在內(nèi)存中是以符號位（S）指數(shù)位（E）有效數(shù)字（M）的形式存儲的。

那么我們知道了數(shù)據(jù)在內(nèi)存中是以什么樣的形式存儲的，可是我們知道內(nèi)存中有高地址有低地址，數(shù)據(jù)是一個字節(jié)分配一個地址，可是僅char類型是一個字節(jié)，其他類型大都大于一個字節(jié)的大小，那么大于一個字節(jié)的數(shù)據(jù)是從【高地址】往【低地址】存放還是從【低地址】往【高地址】存放呢？

舉一個栗子?：當你聲明一個變量的時候，操作系統(tǒng)會給你分配一塊空間，但是如果你創(chuàng)建的這個變量的類型是【short/int/float/double】這些大小大于一個字節(jié)的類型的數(shù)據(jù)，操作系統(tǒng)反正是已經(jīng)把這些類型相應的大小的空間分配給你了，你內(nèi)部怎么存儲可不關它的事了，也就是我們將一個4字節(jié)的數(shù)據(jù)存入分配好的一段4字節(jié)的物理容器里, 該怎么存放呢？這時，我們存放進去的數(shù)據(jù)的字節(jié)是該依據(jù)一般人們的讀寫習慣從左往右依次寫入, 還是從右向左寫入呢？ 不論哪種方式只要保證寫入和讀出的數(shù)據(jù)一致即可。

字節(jié)序?之Little-Endian&Big-Endian

對于字節(jié)序列的存儲格式，必然需要說到CPU的兩大派系，那就是IBM的Power PC系列的CPU和Intel的x86系列的CPU。Power PC系列采用big endian方式存儲數(shù)據(jù)，而x86系列則采用little endian方式存儲數(shù)據(jù)。那么big endian和little endian都是些什么鬼呢?？

在幾乎所有的機器上，多字節(jié)對象都被存儲為連續(xù)的字節(jié)序列，而字節(jié)序指的是多字節(jié)的數(shù)據(jù)各字節(jié)在內(nèi)存中的存儲順序，分為大端存儲模式（Big-Endian）和小端存儲模式（Little-Endian）。

1. Big-endian（大端模式）：數(shù)據(jù)的高位字節(jié)保存在內(nèi)存的低地址中，而數(shù)據(jù)的低位字節(jié)保存在內(nèi)存的高地址中。
2. Little-endian（小端模式）：數(shù)據(jù)的高位字節(jié)保存在內(nèi)存的高地址中，而數(shù)據(jù)的低位字節(jié)保存在內(nèi)存的低地址中。

假設，一個4字節(jié)的int類型變量a，它的十六進制形式為0x11223344，（0x11為高位字節(jié)，0x44為低位字節(jié)）操作系統(tǒng)分配的空間的起始地址為0x000001，那么a的四個字節(jié)將被分別存在0x000001，0x000002，0x000003，0x000004的位置。

顯然，Big-Endian的存儲更貼切于我們平時的讀寫習慣。那么為什么不統(tǒng)一使用Big-Endian呢？

計算機電路先處理低位字節(jié)，效率比較高，因為計算都是從低位開始的，所以，計算機的內(nèi)部處理都是小端字節(jié)序。

而大端序存儲，由于符號位在高位，因此對于數(shù)據(jù)正負或大小的判斷也就方便許多。另外，大端序也更符合人們的讀寫習慣。所以，除了計算機的內(nèi)部處理，其他的場合幾乎都是大端字節(jié)序，比如網(wǎng)絡傳輸和文件儲存。

這里需要注意?：只有讀取的時候，才必須區(qū)分字節(jié)序，其他情況都不用考慮。

處理器讀取外部數(shù)據(jù)的時候，必須知道數(shù)據(jù)的字節(jié)序，將其轉(zhuǎn)成正確的值。然后，就正常使用這個值，完全不用再考慮字節(jié)序。即使是向外部設備寫入數(shù)據(jù)，也不用考慮字節(jié)序，正常寫入一個值即可。外部設備會自己處理字節(jié)序的問題。

本地序和網(wǎng)絡序?

從前面對于字節(jié)序的介紹可以知道x86采用小端序，而Power Pc等采用大端序。那么顯然不同的處理器體系，采用的字節(jié)序可能是不同的。那么如此一來，不同機器之間的數(shù)據(jù)傳輸豈不是會出現(xiàn)問題？

本地序（也稱主機序）：指處理器本身所采用的字節(jié)序，因此有的大端序，有的小端序。

網(wǎng)絡序：指網(wǎng)絡傳輸采用的字節(jié)序。網(wǎng)絡序是標準化的，統(tǒng)一采用大端序。因此，發(fā)送網(wǎng)絡數(shù)據(jù)之前需要將本地序轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡序。

為什么要注意本地序和網(wǎng)絡序的問題呢？當然，如果你寫的程序只在單機環(huán)境下面運行，并且不和別人的程序打交道，那么你完全可以忽略字節(jié)序的存在。但是，你的程序是要跟別人的程序產(chǎn)生交互的！

計算機網(wǎng)絡的出現(xiàn)讓大小端問題變的復雜化了，每個計算機都有自己的主機字節(jié)序。不同計算機之間通過網(wǎng)絡通信時：我“說”的你聽不懂，你“說”我也聽不懂，這可怎么辦？這時候就需要約定俗成的協(xié)議來解決問題。

TCP/IP協(xié)議很好的解決了這個問題，TCP/IP協(xié)議規(guī)定使用“大端”字節(jié)序作為網(wǎng)絡字節(jié)序。

這樣不管計算機采用哪種字節(jié)序，發(fā)送數(shù)據(jù)的時候必須將自己的主機字節(jié)序轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡字節(jié)序，對接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為自己的主機字節(jié)序。這樣一來，也就達到了與CPU、操作系統(tǒng)無關，實現(xiàn)了網(wǎng)絡通信的標準化。

數(shù)據(jù)從本地傳輸?shù)骄W(wǎng)絡，需要轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡序，接收到的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)需要轉(zhuǎn)換為本地序后使用。C提供了一組接口用于整型數(shù)據(jù)在本地序和網(wǎng)絡序之間的轉(zhuǎn)換。

通信時的本地序和網(wǎng)絡序之間相互轉(zhuǎn)換這種常用的操作在Socket API這一層，一般都提供了封裝好的轉(zhuǎn)換函數(shù)。從主機字節(jié)序到網(wǎng)絡字節(jié)序的轉(zhuǎn)換函數(shù)：htons、htonl（C語言），從網(wǎng)絡字節(jié)序到主機字節(jié)序的轉(zhuǎn)換函數(shù)：ntohs、ntohl（C語言）。當然，明白了原理后也可以編寫自己的轉(zhuǎn)換函數(shù)。

判斷當前機器的大小端?

請簡述大端字節(jié)序和小端字節(jié)序的概念，設計一個小程序來判斷當前機器的字節(jié)序（百度筆試題）

思路：假設給上int a = 1;1在內(nèi)存中16進制表示形式為0x 00 00 00 01，那么這段數(shù)據(jù)如果按大小端放置：

大端：00 00 00 01

小端：01 00 00 00

可以看出，可以通過判斷第一個字節(jié)的內(nèi)容判斷大小端，第一個字節(jié)為0則是大端，為1則是小端。

可是怎么取第一個字節(jié)呢？這里我們可以用指針的類型的解引用來控制訪問內(nèi)存的大小，char*就是只訪問一個字節(jié)的內(nèi)存。

int main(void){	int a = 1;	char* p = (char*)&a;	if (*p == 1)		printf("小端");	else		printf("大端");	return 0;}

把這個功能封裝成一個函數(shù)：

int check_system(){	int a = 1;	char* p = (char*)&a;		if (*p == 1)		return 1;//返回1，小端	else		return 0;//返回0，大端}

那么這個函數(shù)呢，是可以優(yōu)化的：

int check_system(){	int a = 1;	char* p = (char*)&a;		return *p;	}

仍可以更簡潔：

int check_system(){	int a = 1;    	return *(char*)&a;}

總結(jié)：訪問內(nèi)存就需要考慮到指針。

大小端例題?

#include int main(){	int a = 0x11223344;    char *pc = (char*)&a;    *pc = 0;    printf("%x/n", a);    return 0;}

假設a變量的地址為0x64，則a變量在內(nèi)存中的模型為:

char*類型的指針變量pc只能指向字符類型的空間，如果是非char類型的空間，必須要將該空間的地址強轉(zhuǎn)為char*類型。

pc實際指向的是整形變量a的空間，即pc的內(nèi)容為0x64，即44；*pc=0，即將44位置中內(nèi)容改為0，修改完成之后，a中內(nèi)容為:0x11223300

（全劇終）感謝食用！

注：參考文章(https://www.ruanyifeng.com/blog/2016/11/byte-order.html)
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|（系列持續(xù)周更）
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數(shù)據(jù)存儲系列往期回顧：
詳解浮點型在內(nèi)存中的存儲