大小端模式与测试的方法

先考虑一个程序：

在x86 系统下，输出的值为多少？

#include <stdio.h>

intmain()

{

int a[5]={1,2,3,4,5};

int *ptr1=(int *)(&a+1);

int *ptr2=(int *)((int)a+1);

printf("%x,%x",ptr1[-1],*ptr2);

return 0;

}

对于这个程序我们先看看什么是高端模式和低端模式:

1.15 union 关键字

union 关键字的用法与struct 的用法非常类似。

union 维护足够的空间来置放多个数据成员中的“一种”，而不是为每一个数据成员配置

空间，在union 中所有的数据成员共用一个空间，同一时间只能储存其中一个数据成员，所

有的数据成员具有相同的起始地址。例子如下：

union StateMachine

{

char character;

int number;

char *str;

double exp;

};

一个union 只配置一个足够大的空间以来容纳最大长度的数据成员，以上例而言，最大

长度是double 型态，所以StateMachine 的空间大小就是double 数据类型的大小。

在C++里，union 的成员默认属性页为public。union 主要用来压缩空间。如果一些数据

不可能在同一时间同时被用到，则可以使用union。

1.15.1，大小端模式对union 类型数据的影响

下面再看一个例子：

union

{

int i;

char a[2];

}*p, u;

p =&u;

p->a[0] = 0x39;

p->a[1] = 0x38;

p.i 的值应该为多少呢？

这里需要考虑存储模式：大端模式和小端模式。

大端模式（Big_endian）：字数据的高字节存储在低地址中，而字数据的低字节则存放

在高地址中。

小端模式（Little_endian）：字数据的高字节存储在高地址中，而字数据的低字节则存放

在低地址中。

union 型数据所占的空间等于其最大的成员所占的空间。对union 型的成员的存取都是

相对于该联合体基地址的偏移量为0 处开始，也就是联合体的访问不论对哪个变量的存取都

是从union 的首地址位置开始。如此一解释，上面的问题是否已经有了答案呢？

1.15.2，如何用程序确认当前系统的存储模式？

上述问题似乎还比较简单，那来个有技术含量的：请写一个C 函数，若处理器是

Big_endian 的，则返回0；若是Little_endian 的，则返回1。

先分析一下，按照上面关于大小端模式的定义，假设int 类型变量i 被初始化为1。

以大端模式存储，其内存布局如下图：

以小端模式存储，其内存布局如下图：

变量i 占4 个字节，但只有一个字节的值为1，另外三个字节的值都为0。如果取出低

地址上的值为0，毫无疑问，这是大端模式；如果取出低地址上的值为1，毫无疑问，这是

小端模式。既然如此，我们完全可以利用union 类型数据的特点：所有成员的起始地址一致。

到现在，应该知道怎么写了吧？参考答案如下：

int checkSystem( )

{

union check

{

int i;

char ch;

} c;

c.i = 1;

return (c.ch ==1);

}

现在你可以用这个函数来测试你当前系统的存储模式了。当然你也可以不用函数而直

接去查看内存来确定当前系统的存储模式。如下图：
int *ptr1=(int*)(&a+1)
int *ptr2=(int*)((int)a+1)
***********************************************************************************************
*    a[0]    *    a[1]    *    a[2]    *    a[3]    *
************************************************************************************************
*      |    |      |    *      |    |       |    *      |    |      |    *     |       |     |    *   
*      |    |      |    *      |    |       |    *      |    |      |    *     |       |     |    *
*************************************************************************************************

图中0x01 的值存在低地址上，说明当前系统为小端模式。

不过要说明的一点是，某些系统可能同时支持这两种存储模式，你可以用硬件跳线或

在编译器的选项中设置其存储模式。

Ok,现在我们再回过头来看开始的那个程序：

intmain()

{

int a[4]={1,2,3,4};

int *ptr1=(int *)(&a+1);

int *ptr2=(int *)((int)a+1);

printf("%x,%x",ptr1[-1],*ptr2);

return 0;

}

ptr1：将&a+1 的值强制转换成int*类型，赋值给int* 类型的变量ptr，ptr1 肯定指到数

组a 的下一个int 类型数据了。ptr1[-1]被解析成*(ptr1-1)，即ptr1 往后退4 个byte。所以其

值为0x4。

ptr2：按照上面的讲解，(int)a+1 的值是元素a[0]的第二个字节的地址。然后把这个地址

强制转换成int*类型的值赋给ptr2，也就是说*ptr2 的值应该为元素a[0]的第二个字节开始的

连续4 个byte 的内容。

其内存布局如下图：

好，问题就来了，这连续4 个byte 里到底存了什么东西呢？也就是说元素a[0],a[1]里面

的值到底怎么存储的。这就涉及到系统的大小端模式了，如果懂汇编的话，这根本就不是问

题。既然不知道当前系统是什么模式，那就得想办法测试。大小端模式与测试的方法在前面讲解union 关键字时已经详细讨论过了，请翻到彼处参看。我们可以用下面这个函数来测试当前系统的模式。

int checkSystem( )

{

union check

{

int i;

char ch;

} c;

c.i = 1;

return (c.ch ==1);

}

如果当前系统为大端模式这个函数返回0；如果为小端模式，函数返回1。

也就是说如果此函数的返回值为1 的话，*ptr2 的值为0x2000000。

如果此函数的返回值为0 的话，*ptr2 的值为0x100。 阅读全文

类别：c语言学习 查看评论