了解大端字节和小端字节

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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。

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同理，0x1234567的大端字节序和小端字节序的写法如下图。

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我一直不了解，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，我发现原来的了解是错的，字节序其实很简单。

首先，为什么会有小端字节序？

答案是，计算机电路先解决低位字节，效率比较高，由于计算都是从低位开始的。所以，计算机的内部解决都是小端字节序。

但是，人类还是习惯读写大端字节序。所以，除了计算机的内部解决，其余的场合几乎都是大端字节序，比方网络传输和文件储存。

计算机解决字节序的时候，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。

假如是大端字节序，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。

了解这一点，才能了解计算机如何解决字节序。

字节序的解决，就是一句话：

“只有读取的时候，才必需区分字节序，其余情况都不用考虑。”

解决器读取外部数据的时候，必需知道数据的字节序，将其转成正确的值。而后，就正常使用这个值，完全不用再考虑字节序。

即便是向外部设施写入数据，也不用考虑字节序，正常写入一个值就可。外部设施会自己解决字节序的问题。

举例来说，解决器读入一个16位整数。假如是大端字节序，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），而后再与第二个字节进行或者运算。

假如是小端字节序，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);