【C语言】大小端字节序存储

引子

不知道你是否像我一样好奇过一个问题：为什么每当我们在调试查看内存窗口时，（以int类型为例）4个字节内容存储的顺序好像是倒着的。

比如下面这张图，十进制数2077转换为十六进制是0x81d，四个字节分别是：00 00 08 1d。

内存窗口里的展示就是十六进制形式的，下面的1d 08 00 00分别代表四个字节，但是为什么是存放成1d 08 00 00而非00 00 08 1d呢？

那么本文，就来为你解答这个疑问。

什么是大小端字节序？

现在我们假设有下面这个代码：

int a = 0x11223344;//十六进制数

那么，因为数据在内存中的存储以字节为单位，这个十六进制数的四个字节内放的应该就是11 22 33 44（因为1个十六进制位可以转换为4个二进制位，而8个二进制位也就是2个十六进制位刚好为一个字节），可能会有以下两种存放方式：

我们把上面这一种叫做大端字节序存储，下面的叫小端字节序存储。可以通俗地理解为，正着存的是大端，倒着存的是小端。

用语言描述这两种存储方式就是：

低位字节存放在高地址处，高位字节存放在低地址处，叫大端字节序存储；

低位字节存放在低地址处，高位字节存放在高地址处，叫小端字节序存储。

为什么会有大小端字节序之分呢？

因为在存储数据时，往往不是一个字节，如short是2个字节， int是4个字节，float是4个字节，而超过一个字节的内容在存储时，就有字节顺序的问题，哪个字节在前哪个字节在后呢？是先存高位字节、还是先存低位字节呢？

所以需要确定一个顺序，乱序的我们一般不采用，就剩下正着和反着两种主要的存储顺序。我们将正着的称为大端字节序存储，倒着的称为小端字节序存储，更具体地说就是上面所说：低位字节存放在高地址处，高位字节存放在低地址处，叫大端字节序存储；低位字节存放在低地址处，高位字节存放在高地址处，叫小端字节序存储。

可以记住的是，我们一般使用的x86结构为小端字节序存储。

写一个程序判断当前机器的字节序

那么我们现在能否写一个程序来判断当前机器的字节序呢？

这个问题需要我们对字节序的概念掌握，同时还需要我们对指针有一定了解：

假如我们现在int a=1;那么它的存储序列的十六进制形式就是00 00 00 01，如果当前机器是大端字节序，那么存储时就会是00 00 00 01，而如果是小端字节序，存储就会是01 00 00 00。只要我们拿出第一个字节的内容看看是1还是0，就能知道当前机器的字节序了，对吧。

那么现在问题转化成，我们怎么拿到第一个字节内容呢？

如果你想直接将int强制类型转化为char，(char)a，很抱歉这是不能达到预期的，为什么？因为无论存储方式是大端字节序还是小端字节序，(char)a都会拿到1，因为这种强转的实现逻辑是，取最低位的有效字节（因为char只有一个字节），因为这种逻辑能一定程度上保证强转后的准确性，否则拿0有点莫名其妙了。

那么我们应该怎么做呢？为了不拿有效数字，就拿第一个字节内容，我们可以通过地址的方式，只要我们是通过第一个字节的地址去拿这个存储内容，我们就能保证拿的是第一个字节内容。

所以问题变为怎样可以只拿一个字节的地址，现在你应该就能明白了，只要把&a，即变量a的地址强制类型转换为char*类型，我们在解引用时就会只访问一个字节内容而非4个字节（int类型）的内容了。