【基础】高低位和大小端

news2024/11/18 0:19:49

大小端模式出现是为了兼容不同CPU采用的不同的指令集

PowerPC架构和x86架构采用的是不同的CPU指令集。PowerPC采用精简指令集(RISC,reduced instruction set computer),x86指的是特定微处理器执行的一些计算机语言指令集。

PowerPC :大端模式
x86:小端模式

高位字节、低位字节

通常从最高有效位开始自左向右书写一个数字。
在理解有效位这个概念时,可以想象一下你的支票数额的第一位增加1和最后一位增加1之间的巨大区别,前者肯定会让你喜出望外。

计算机内存中一个字节的位相当于二进制数的位,这意味着最低有效位表示1,倒数第二个有效位表示2×1或2,倒数第三个有效位表示2×2×1或4,依此类推。如果用内存中的两个字节表示一个16位的数,那么其中的一个字节将存放最低的8位有效位,而另一个字节将存放最高的8位有效位,见图。
存放最低的8位有效位的字节被称为最低有效位字节或低位字节,而存放最高的8位有效位的字节被称为最高有效位字节或高位字节。
在这里插入图片描述
个人理解:左边是高字节、右边是低字节

大端、小端

大端模式: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
小端模式: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

简单来说:大端—高尾端,小端—低尾端
举个例子,比如数字 0x12 34 56 78在内存中的表示形式:

1)大端模式:

低地址 -----------------> 高地址
0x12 | 0x34 | 0x56 | 0x78

2)小端模式:

低地址 ------------------> 高地址
0x78 | 0x56 | 0x34 | 0x12
个人理解:大端正常,小端翻转

3)下面是两个具体例子:

16bit宽的数0x1234在Little-endian模式(以及Big-endian模式)CPU内存中的存放方式(假设从地址0x4000开始存放)

内存地址小端模式存放内容大端模式存放内容
0x40000x340x12
0x40010x120x34

32bit宽的数0x12345678在Little-endian模式以及Big-endian模式)CPU内存中的存放方式(假设从地址0x4000开始存放)

内存地址小端模式存放内容大端模式存放内容
0x40000x780x12
0x40010x560x34
0x40020x340x56
0x40030x120x78

4)大端小端没有谁优谁劣,各自优势便是对方劣势:

小端模式 :

  • 强制转换数据不需要调整字节内容,1、2、4字节的存储方式一样
    强制类型转化,如int(4字节)转化成short(2字节),直接可以取出前面的低位两字节
  • CPU计算是从数据的低位到高位计算,效率高
    所以当CPU从地址的低位到高位移动的时候,正好数据也是从地位到高位变化,计算高效

大端模式 :

  • 符号位的判定固定为第一个字节,容易判断正负
    大端模式中地址的变化顺序(低到高)与数据的阅读顺序(高位到低位,如12345678我们会从高位开始读,即从左到右)相吻合。所以当沿着地址空间找到某个数据内存的时候,我们首先就可以根据他的内容的第一个字节来判断正负

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