什么是字节序？

什么是字节序？

字节序指的是多字节数据在内存中的存储顺序。就像一本书可以从左往右读，也可以从右往左读一样，计算机存储多字节数据也有不同的顺序。

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两种主要的字节序

1. 大端序 (Big-Endian)

• 高字节在前，低字节在后
• 就像我们写数字：1234，千位(1)在前，个位(4)在后
• 人类思维模式：从最重要的部分开始

存储示例：0x12345678 在内存中的存储

地址:   0x1000   0x1001   0x1002   0x1003
数据:   0x12     0x34     0x56     0x78
        ↑
        最高有效字节(MSB)在前

2. 小端序 (Little-Endian)

• 低字节在前，高字节在后
• 就像倒着写数字：4321，个位(4)在前，千位(1)在后
• 计算机偏好：很多CPU架构采用这种方式

存储示例：0x12345678 在内存中的存储

地址:   0x1000   0x1001   0x1002   0x1003
数据:   0x78     0x56     0x34     0x12
        ↑
        最低有效字节(LSB)在前

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直观比喻

电话号码比喻

• 大端序：+86-138-0011-2233（国家码在前）
• 小端序：2233-0011-138-+86（本地号码在前）

日期格式比喻

• 大端序：2023-12-25（年-月-日）
• 小端序：25-12-2023（日-月-年）

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实际代码示例

#include <stdio.h>

void check_endianness() {
    int num = 0x12345678;
    char *ptr = (char *)&num;
    
    printf("数字: 0x%x\n", num);
    printf("内存存储: ");
    for(int i = 0; i < sizeof(int); i++) {
        printf("%02x ", ptr[i] & 0xFF);
    }
    printf("\n");
    
    if(ptr[0] == 0x78) {
        printf("这是小端序系统\n");
    } else {
        printf("这是大端序系统\n");
    }
}

int main() {
    check_endianness();
    return 0;
}

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不同架构的偏好

架构	字节序	代表系统
x86/x86-64	小端序	Intel/AMD PC
ARM	可配置	移动设备、嵌入式
PowerPC	大端序	旧苹果电脑、游戏机
MIPS	可配置	网络设备、嵌入式
SPARC	大端序	服务器
RISC-V	小端序	新兴架构

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网络字节序

由于不同系统字节序不同，网络传输统一使用大端序：

#include <arpa/inet.h>

// 主机序转网络序（大端序）
uint32_t htonl(uint32_t hostlong);    // 32位
uint16_t htons(uint16_t hostshort);   // 16位

// 网络序转主机序
uint32_t ntohl(uint32_t netlong);
uint16_t ntohs(uint16_t netshort);

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实际应用中的重要性

1. 文件格式：PNG、JPEG等使用大端序
2. 网络协议：TCP/IP使用大端序
3. 数据交换：不同系统间数据传输必须考虑字节序
4. 内存映射：直接操作内存时需要知道字节序

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如何选择？

• 性能考虑：小端序在某些操作上更有优势
• 兼容性：网络通信必须使用大端序
• 可读性：大端序更符合人类阅读习惯