字节顺序

✍ dations ◷ 2025-09-15 14:54:09 #字节顺序

字节顺序,又称端序或尾序(英语:Endianness),在计算机科学领域中,指电脑内存中或在数字通信链路中,组成多字节的字的字节的排列顺序。

在几乎所有的机器上,多字节对象都被存储为连续的字节序列。例如在C语言中,一个类型为int的变量x地址为0x100,那么其对应地址表达式&x的值为0x100。且x的四个字节将被存储在电脑内存的0x100, 0x101, 0x102, 0x103位置。

字节的排列方式有两个通用规则。例如,将一个多位数的低位放在较小的地址处,高位放在较大的地址处,则称小端序;反之则称大端序。在网络应用中,字节序是一个必须被考虑的因素,因为不同机器类型可能采用不同标准的字节序,所以均按照网络标准转化。

例如假设上述变量x类型为int,位于地址0x100处,它的值为0x01234567,地址范围为0x100~0x103字节,其内部排列顺序依赖于机器的类型。大端法从首位开始将是:0x100: 0x01, 0x101: 0x23,..。而小端法将是:0x100: 0x67, 0x101: 0x45,..

“endian”一词来源于十八世纪爱尔兰作家乔纳森·斯威夫特(Jonathan Swift)的小说《格列佛游记》()。小说中,小人国为水煮蛋该从大的一端(Big-End)剥开还是小的一端(Little-End)剥开而争论,争论的双方分别被称为“大端派(Big-Endians)”和“小端派(Little-Endians)”。以下是1726年关于大小端之争历史的描述:

1980年,丹尼·科恩(Danny Cohen),一位网络协议的早期开发者,在其著名的论文""中,为平息一场关于字节该以什么样的顺序传送的争论,而第一次引用了该词。

在哪种字节顺序更合适的问题上,人们表现得非常情绪化,实际上,就像鸡蛋的问题一样,没有技术上的原因来选择字节顺序规则,因此,争论沦为关于社会政治问题的争论,只要选择了一种规则并且始终如一地坚持,其实对于哪种字节排序的选择是任意的。

对于单一的字节(),大部分处理器以相同的顺序处理位元(bit),因此单字节的存放方法和传输方式一般相同。

对于多字节数据,如整数(32位机中一般占4字节),在不同的处理器的存放方式主要有两种,以内存中0x0A0B0C0D的存放方式为例,分别有以下几种方式:

大端序(英:big-endian)或称大尾序。

示例中,最高位字节是0x0A 存储在最低的内存地址处。下一个字节0x0B存在后面的地址处。正类似于十六进制字节从左到右的阅读顺序。

最高的16bit单元0x0A0B存储在低位。

小端序(英:little-endian)或称小尾序。

最低位字节是0x0D 存储在最低的内存地址处。后面字节依次存在后面的地址处。

最低的16bit单元0x0C0D存储在低位。

当更改地址的增长方向,使之由右至左时,表格更具有可阅读性。

最低有效位(LSB)是0x0D 存储在最低的内存地址处。后面字节依次存在后面的地址处。

最低的16bit单元0x0C0D存储在低位。

混合序(英:middle-endian)具有更复杂的顺序。以PDP-11为例,0x0A0B0C0D被存储为:

可以看作高16bit和低16bit以大端序存储,但16bit内部以小端存储。

网络传输一般采用大端序,也被称之为网络字节序,或网络序。IP协议中定义大端序为网络字节序。

Berkeley套接字定义了一组转换函数,用于16和32bit整数在网络序和本机字节序之间的转换。htonl,htons用于本机序转换到网络序;ntohl,ntohs用于网络序转换到本机序。

一般用于描述串行设备的传输顺序。网络协议中只有数据链路层的底端会涉及到。

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