天天看点

字节序--大端字节序和小端

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字节序--大端字节序和小端
字节序--大端字节序和小端
字节序--大端字节序和小端

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学了这么多年C语言、C++、VC、MFC,但却从来没有认真研究过各种数据类型在内存中是如何存储的。感觉自己一直在弄的都是皮毛,没有触及真正核心的东西。直到昨天,重新翻看谭浩强老师经典的《C程序设计(第三版)》,在“第十四章 常见错误和程序调试”中有一个例子是这样的:

1     int a=3;
2     float b=4.5;
3     printf("%f %d",a,b);      

  输出的结果是这样的:

字节序--大端字节序和小端

  为什么会是这样的结果呢?让我们看一看a和b在内存中的存储方式吧?

  int 和 long 一样,按 2 的补码、低位字节在前的形式存储于 4 个字节中;

  float 按 IEEE 754 单精度数的形式存储于 4 个字节中;

  double 按 IEEE 754 双精度数的形式存储于 8 个字节中。

  a是int型的,在内存中占4个字节,在内存中的存储方式:

  地址:0x0012ff7c  0x0012ff7d  0x0012ff7e  0x0012ff7f

  数值:  03      00       00       00

  b是float型的,在内存中占4个字节,在内存中的存储方式:

  地址:0x0012ff70  0x0012ff71  0x0012ff72  0x0012ff73

  数值:  00      00       90       40

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package main

import (
  "log"
  "bytes"
  "encoding/binary"
)

//整形转换成字节
func IntToBytes(n int) []byte {
  x := int32(n)
  bytesBuffer := bytes.NewBuffer([]byte{})
  binary.Write(bytesBuffer, binary.LittleEndian, x)
  return bytesBuffer.Bytes()
}

func bytes2Int(b []byte) int {
  bytesBuffer := bytes.NewBuffer(b)
  var tmp uint32
  err := binary.Read(bytesBuffer, binary.BigEndian, &tmp)
  if err != nil {
    log.Println("[]byte 2 int err:", err)
    return 0
  }
  return int(tmp)

}

func float64ToByte(f float32) []byte {
    var buf bytes.Buffer
    err := binary.Write(&buf, binary.BigEndian, f)
    if err != nil {
        log.Println("binary.Write failed:", err)
    }
    return buf.Bytes()
}

func main() {
  var a int 
  a = 36928
  log.Println(IntToBytes(a))

  var b,c,d float32
  b =1.251
  log.Println(float64ToByte(b))
  c = 4.5 
log.Println(float64ToByte(c))
  log.Println("a:", bytes2Int(float64ToByte(c)))
  d = 17.625
log.Printf("%x",float64ToByte(d))
}      

  

c代码:

​​C Function to Convert float to byte array​​

#include <stdio.h>
int main(void) {
  int ii;
  union {
    float a;
    unsigned char bytess[4];
    int b;
  } thing;

  thing.a = 4.5;
  for (ii=0; ii<4; ii++)
    printf ("byte %d is %02x\n", ii, thing.bytess[ii]);

  printf("%d\n", thing.b);
  return 0;
}      

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主机字节序

主机字节序模式有两种,大端数据模式和小端数据模式,在网络编程中应注意这两者的区别,以保证数据处理的正确性;例如网络的数据是以大端数据模式进行交互,而我们的主机大多数以小端模式处理,如果不转换,数据会混乱 参考 ;一般来说,两个主机在网络通信需要经过如下转换过程:主机字节序 —> 网络字节序 -> 主机字节序

大端小端区别

大端模式:Big-Endian就是高位字节排放在内存的低地址端,低位字节排放在内存的高地址端

低地址 --------------------> 高地址

高位字节                     地位字节

小端模式:Little-Endian就是低位字节排放在内存的低地址端,高位字节排放在内存的高地址端

低位字节                     高位字节

什么是高位字节和低位字节

例如在32位系统中,357转换成二级制为:00000000 00000000 00000001 01100101,其中

00000001 | 01100101 

高位字节     低位字节

int和byte转换

在go语言中,byte其实是uint8的别名,byte 和 uint8 之间可以直接进行互转。目前来只能将0~255范围的int转成byte。因为超出这个范围,go在转换的时候,就会把多出来数据扔掉;如果需要将int32转成byte类型,我们只需要一个长度为4的[]byte数组就可以了

大端模式下

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

​func​

​ ​

​f2() {​

​var​

​v2 uint32​

​var​

​b2 [4]byte​

​v2 = 257​

​// 将 257转成二进制就是​

​// | 00000000 | 00000000 | 00000001 | 00000001 |​

​// | b2[0]    | b2[1]    | b2[2]    | b2[3]    | // 这里表示b2数组每个下标里面存放的值​

​// 这里直接使用将uint32强转成uint8​

​// | 00000000 0000000 00000001 | 00000001  直接转成uint8后等于 1​

​// |---这部分go在强转的时候扔掉---|​

​b2[3] = uint8(v2)​

​// | 00000000 | 00000000 | 00000001 | 00000001 | 右移8位 转成uint8后等于 1​

​// 下面是右移后的数据​

​// |          | 00000000 | 00000000 | 00000001 |​

​b2[2] = uint8(v2 >> 8)​

​// | 00000000 | 00000000 | 00000001 | 00000001 | 右移16位 转成uint8后等于 0​

​// 下面是右移后的数据​

​// |          |          | 00000000 | 00000000 |​

​b2[1] = uint8(v2 >> 16)​

​// | 00000000 | 00000000 | 00000001 | 00000001 | 右移24位 转成uint8后等于 0​

​// 下面是右移后的数据​

​// |          |          |          | 00000000 |​

​b2[0] = uint8(v2 >> 24)​

​fmt.Printf(​

​​

​"%+v\n"​

​, b2)​

​// 所以最终将uint32转成[]byte数组输出为​

​// [0 0 1 1]​

​}​

  小端模式下

28

​// 在上面我们讲过,小端刚好和大端相反的,所以在转成小端模式的时候,只要将[]byte数组的下标首尾对换一下位置就可以了​

​func​

​f3() {​

​var​

​v3 uint32​

​var​

​b3 [4]byte​

​v3 = 257​

​// 将 256转成二进制就是​

​// | 00000000 | 00000000 | 00000001 | 00000001 |​

​// | b3[0]  | b3[1]  | b3[2]  | [3]   | // 这里表示b3数组每个下标里面存放的值​

​// 这里直接使用将uint32l强转成uint8​

​// | 00000000 0000000 00000001 | 00000001 直接转成uint8后等于 1​

​// |---这部分go在强转的时候扔掉---|​

​b3[0] = uint8(v3)​

​// | 00000000 | 00000000 | 00000001 | 00000001 | 右移8位 转成uint8后等于 1​

​// 下面是右移后的数据​

​// |     | 00000000 | 00000000 | 00000001 |​

​b3[1] = uint8(v3 >> 8)​

​// | 00000000 | 00000000 | 00000001 | 00000001 | 右移16位 转成uint8后等于 0​

​// 下面是右移后的数据​

​// |     |     | 00000000 | 00000000 |​

​b3[2] = uint8(v3 >> 16)​

​// | 00000000 | 00000000 | 00000001 | 00000001 | 右移24位 转成uint8后等于 0​

​// 下面是右移后的数据​

​// |     |     |     | 00000000 |​

​b3[3] = uint8(v3 >> 24)​

​fmt.Printf(​

​"%+v\n"​

​, b3)​

​// 所以最终将uint32转成[]byte数组输出为​

​// [1 1 0 0 ]​

​}​