詳解大端模式和小端模式

一、大端模式和小端模式的起源

關於大端小端名詞的由來，有一個有趣的故事，來自於Jonathan Swift的《格利佛游記》：Lilliput和Blefuscu這兩個強國在過去的36個月中一直在苦戰。戰爭的原因：大家都知道，吃雞蛋的時候，原始的方法是打破雞蛋較大的一端，可以那時的皇帝的祖父由於小時侯吃雞蛋，按這種方法把手指弄破了，因此他的父親，就下令，命令所有的子民吃雞蛋的時候，必須先打破雞蛋較小的一端，違令者重罰。然後老百姓對此法令極為反感，期間發生了多次叛亂，其中一個皇帝因此送命，另一個丟了王位，產生叛亂的原因就是另一個國家Blefuscu的國王大臣煽動起來的，叛亂平息後，就逃到這個帝國避難。據估計，先後幾次有11000余人情願死也不肯去打破雞蛋較小的端吃雞蛋。這個其實諷刺當時英國和法國之間持續的沖突。Danny Cohen一位網絡協議的開創者，第一次使用這兩個術語指代字節順序，後來就被大家廣泛接受。

二、什麼是大端和小端

Big-Endian和Little-Endian的定義如下：

1) Little-Endian就是低位字節排放在內存的低地址端，高位字節排放在內存的高地址端。

2) Big-Endian就是高位字節排放在內存的低地址端，低位字節排放在內存的高地址端。

舉一個例子，比如數字0x12 34 56 78在內存中的表示形式為：

1)大端模式：

低地址 -----------------> 高地址

0x12  |  0x34  |  0x56  |  0x78

2)小端模式：

低地址 ------------------> 高地址

0x78  |  0x56  |  0x34  |  0x12

可見，大端模式和字符串的存儲模式類似。

3)下面是兩個具體例子：

16bit寬的數0x1234在Little-endian模式（以及Big-endian模式）CPU內存中的存放方式（假設從地址0x4000開始存放）為：

內存地址 小端模式存放內容 大端模式存放內容 0x4000 0x34 0x12 0x4001 0x12 0x34

32bit寬的數0x12345678在Little-endian模式以及Big-endian模式）CPU內存中的存放方式（假設從地址0x4000開始存放）為：

內存地址 小端模式存放內容 大端模式存放內容 0x4000 0x78 0x12 0x4001 0x56 0x34 0x4002 0x34 0x56 0x4003 0x12 0x78

4)大端小端沒有誰優誰劣，各自優勢便是對方劣勢：

小端模式 ：強制轉換數據不需要調整字節內容，1、2、4字節的存儲方式一樣。
大端模式 ：符號位的判定固定為第一個字節，容易判斷正負。

 

三、數組在大端小端情況下的存儲：
　　以unsigned int value = 0x12345678為例，分別看看在兩種字節序下其存儲情況，我們可以用unsigned char buf[4]來表示value：
　　Big-Endian: 低地址存放高位，如下：
高地址
        ---------------
        buf[3] (0x78) -- 低位
        buf[2] (0x56)
        buf[1] (0x34)
        buf[0] (0x12) -- 高位
        ---------------
        低地址
Little-Endian: 低地址存放低位，如下：
高地址
        ---------------
        buf[3] (0x12) -- 高位
        buf[2] (0x34)
        buf[1] (0x56)
        buf[0] (0x78) -- 低位
        --------------
低地址