Linux系统编程——大端小端以及判别方式

客官°小女子只卖身不卖艺 2022-11-17 10:19 399阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  大端小端以及判别方式
 *  共用体
 *   *  例子1
     *  例子2
     *  例子3
 *  判断数据是大端存放还是小端存放
 *  ascii表
 *  参考

# 大端小端以及判别方式 #

概念

大端和小端的概念
    		大端: 低位地址存放高位数据（也叫网络字节序）, 高位地址存放低位数据
    		小端: 低位地址存放低位数据, 高位地址存放高位数据

# 共用体 #

共用体是一种特殊的数据类型，允许您在相同的内存位置存储不同的数据类型。您可以定义一个带有多成员的共用体，但是任何时候只能有一个成员带有值。共用体提供了一种使用相同的内存位置的有效方式。

> 共用体有时也被称为联合或者联合体，这也是 Union 这个单词的本意。

特点

*  共用体union的存放顺序是所有成员都从低地址开始存放，利用该特性，轻松地获得了CPU对内存采用Little-endian还是Big-endian模式的读写
 *  共用体所有数据共用同一块地址
 *  共用体占用的内存应足够存储共用体中最大的成员
 *  共用体使用了内存覆盖技术，同一时刻只能保存一个成员的值，如果对新的成员赋值，就会把原来成员的值覆盖掉
 *  共用体在一般的编程中应用较少，在单片机中应用较多

## 例子1 ##

#include <stdio.h>
    
    union data{ 
        int n;
        char ch;
        double m;
    };
    
    int main(){ 
        union data a;
        printf("%d, %d\n", sizeof(a), sizeof(union data) );
        return 0;
    }

输出`8, 8`。

## 例子2 ##

#include <stdio.h>
    #include <string.h>
     
    union Data
    { 
       int i;
       float f;
       char  str[20];
    };
     
    int main( )
    { 
       union Data data;        
     
       printf( "Memory size occupied by data : %d\n", sizeof(data));
     
       return 0;
    }

输出`Memory size occupied by data : 20`。

## 例子3 ##

#include <stdio.h>
    
    union data{ 
        int n;
        char ch;
        short m;
    };
    
    int main(){ 
        union data a;
        printf("%d, %d\n", sizeof(a), sizeof(union data) );
        a.n = 0x40;
        printf("%X, %c, %hX\n", a.n, a.ch, a.m);
        a.ch = '9';
        printf("%X, %c, %hX\n", a.n, a.ch, a.m);
        a.m = 0x2059;
        printf("%X, %c, %hX\n", a.n, a.ch, a.m);
        a.n = 0x3E25AD54;
        printf("%X, %c, %hX\n", a.n, a.ch, a.m);
       
        return 0;
    }

输出

4, 4
    40, @, 40
    39, 9, 39
    2059, Y, 2059
    3E25AD54, T, AD54

这段代码不但验证了共用体的长度，还说明共用体成员之间会相互影响，修改一个成员的值会影响其他成员。

要想理解上面的输出结果，弄清成员之间究竟是如何相互影响的，就得了解各个成员在内存中的分布。以上面的 data 为例，各个成员在内存中的分布如下：  
![在这里插入图片描述][bdb1dc945f76ffdc06891b3efa714913.png_pic_center]  
成员 n、ch、m 在内存中“对齐”到一头，对 ch 赋值修改的是前一个字节，对 m 赋值修改的是前两个字节，对 n 赋值修改的是全部字节。也就是说，ch、m 会影响到 n 的一部分数据，而 n 会影响到 ch、m 的全部数据。

思考，如果把`a.ch = '9';`移到下底，情况会是怎么样？

union data{ 
        int n;
        char ch;
        short m;
    };
    
    int main(){ 
        union data a;
        printf("%d, %d\n", sizeof(a), sizeof(union data) );
        a.n = 0x40;
        printf("%X, %c, %hX\n", a.n, a.ch, a.m);
    
        a.m = 0x2059;
        printf("%X, %c, %hX\n", a.n, a.ch, a.m);
        a.n = 0x3E25AD54;
        printf("%X, %c, %hX\n", a.n, a.ch, a.m);
       
        a.ch = '9';//0x39
        printf("%X, %c, %hX\n", a.n, a.ch, a.m);
        return 0;
    }

输出  
不难发现，`54`被`39`(9的ascii码)覆盖了。但是前面的`3E25AD`没有变化。共用体不是先清除后覆盖，而是有多少位，就覆盖多少位。

4, 4
    40, @, 40
    2059, Y, 2059
    3E25AD54, T, AD54
    3E25AD39, 9, AD39

注意1，一般PC机器是这样的情况，单片机情况有所不同。  
注意2，超过一个字节的数据类型才有大小端存放的说法，`char`是一个字节的类型，是没有大小端的说法的，`int`是4个字节，是有大小端的说法的。

# 判断数据是大端存放还是小端存放 #

代码

#include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    
    union { 
        short s;
        char c[sizeof(short)];
    } un2;
    
    union { 
    	int s;
    	char c[sizeof(int)];
    }un4;
    
    int main()
    { 
    	printf("[%d][%d][%d]\n", sizeof(short), sizeof(int), sizeof(long int));
    
    	//测试short类型
        un2.s = 0x0102;// 0x0102 =? 16*16+2
        printf("%d,%d,%d\n",un2.c[0],un2.c[1],un2.s);
    
    	//测试int类型
    	//un4.s = 0x12345678;
    	un4.s = 0x01020304;
    	printf("%d,%d,%d,%d,%d\n", un4.c[0], un4.c[1], un4.c[2], un4.c[3], un4.s);
        return 0;
    }

输出

[2][4][8]
    2,1,258
    4,3,2,1,16909060

我们可以看出，`un4.c[0]`对应16进制数里的`04`，`un4.c[1]`对应16进制数`03`，`un4.c[2`对应16进制数`02`，`un4.c[3]`对应16进制数`01`，低位地址存放低位数据, 高位地址存放高位数据，所以当前计算机为小端存放数据。  
![在这里插入图片描述][20210409104932376.png]

思考，为什么用共用体？注意，**机器会有情况也不同**，intel芯片通常是小端(修改分区表时要注意)，单片机一般为大端。

# ascii表 #

# 参考 #

[C语言共用体（C语言union用法）详解][C_C_union]

[bdb1dc945f76ffdc06891b3efa714913.png_pic_center]: /images/20221022/80773cc001bb4f42846c72dd3409e483.png
[20210409104932376.png]: /images/20221022/3348015d9f6b41c0aa9c3d4f1b8c95c9.png
[C_C_union]: http://c.biancheng.net/view/2035.html