字节顺序测试：为啥以下代码有效？

Posted 2023-02-25

【中文标题】字节顺序测试：为啥以下代码有效？

【英文标题】：Testing for Endianness: Why does the following code work?字节顺序测试：为什么以下代码有效？

【发布时间】：2011-09-27 17:15:35

【问题描述】：

虽然我确实了解字节顺序，但我对以下代码的工作方式有点不清楚。我想这个问题不是关于字节序，而是关于 char * 指针和 int 如何工作，即类型转换。另外，如果变量word 不是short 而只是int，会有什么不同吗？谢谢！

#define BIG_ENDIAN 0
#define LITTLE_ENDIAN 1

int byteOrder() 
    short int word = 0x0001;
    char * byte = (char *) &word;
    return (byte[0] ? LITTLE_ENDIAN : BIG_ENDIAN);

【问题讨论】：

在运行时测试字节序是没有意义的——你已经知道编译时的字节序了。

三元运算符没有意义，return byte[0];就足够了。

@Ben：上面的比较干净；它更明确，并且优雅地跟踪 #defines 值的变化。

@paul：不是便携式的。

@jdv：你当然可以——你可以使用编译器预定义的宏（例如_LITTLE_ENDIAN_），或者因为你，程序员，已经知道目标字节序，你可以定义自己的宏。不存在“可移植性”问题。

【参考方案1】：

这是一个可爱的小程序。您有一个单词被设置为十六进制文字 1。如果您有小端，当您将指针转换为 char 指针时，最低有效字节（在本例中为 0x01）将位于字节 [0]。因此，如果 0x01 位于偏移量 0，那么您知道它是小端序，否则如果 0x00 位于偏移量 0，则您知道最低有效字节存储在较高的内存位置（偏移量 1）。

注意：指针总是指向字/数据结构等的最低内存地址...

【参考方案2】：

一个短整数由两个字节组成，在本例中为0x00 和0x01。在小端系统上，小字节在前，所以在内存中它显示为0x01，然后是0x00。大端系统自然是颠倒的。这是小端系统上短整数的指针的样子：

----------------------- ----------------------- 
|   0x01   |   0x00   | |          |          | 
----------------------- ----------------------- 
   &word                  &word+1

另一方面，字符指针总是按顺序递增。因此，通过获取整数的第一个字节的地址并将其转换为char * 指针，您可以按内存顺序递增整数的每个字节。这是对应的图表：

------------ ------------ ------------ ------------ 
|   0x01   | |   0x00   | |          | |          | 
------------ ------------ ------------ ------------ 
   &byte       &byte+1      &byte+2      &byte+3

【讨论】：

这是类型双关语规则的一个例外。通过char * 指针访问任何数据类型都是有效的。

啊！当然。感谢@Oli 的更正。我删除了该部分。

@Oli 你有参考吗？

@Maxpm：从这个开始：cellperformance.beyond3d.com/articles/2006/06/…;我会在一分钟内拿出准确的 C 标准报价...

@Maxpm: C99, 6.5/7: “一个对象的存储值只能由具有以下类型之一的左值表达式访问：......字符类型。”

【参考方案3】：

(char *)&word 指向word 的第一个（最低地址）char（字节）。如果你的系统是 little-endian，这将对应于0x01；如果是大端，则对应0x00。

是的，无论word 是short、int 还是long（只要它们的大小比char 大），这个测试都应该有效。

【参考方案4】：

它告诉你short 的字节顺序。至少在某些机器上，short 正好是两个字节。它不一定告诉您int 或long 的字节顺序，当然，当整数类型大于两个字节时，选择不是二进制的。

真正的问题是你为什么想知道。编写代码几乎总是更简单、更健壮，这样它就无关紧要了。 （也有例外，但它们几乎总是涉及非常低级的代码，无论如何只能在一个特定的硬件上运行。如果你对硬件足够了解，可以编写这种代码，你就会知道字节序。）

【参考方案5】：

在考虑 big-endian 与 little-endian 时，我用来记住字节顺序的技巧是“名称应该相反”：

当您手写数字时，自然的做法是从左到右书写，从最高有效数字开始，以最低有效数字结束。在您的示例中，您首先写入最高有效字节（即 0），然后写入最低有效字节（即 1）。这就是大端的工作方式。当它将数据写入内存（增加字节地址）时，它以最不重要的字节结束 - “小”字节。所以，big-endian 实际上以小字节结束。

对于 little-endian 也是如此：它实际上以最重要的字节结束，即“大”字节。

您的源代码检查第一个字节（即 byte[0]）是否是最重要的字节 (0)，在这种情况下，它是“big-startian”或 little endian 字节顺序。