大端(big endian) 小端(little endian) --- 在多字节存储 和 多字节通信中的含义（我还是太年轻了）

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环境说明

  无

背景

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  出来工作了两年有余了，其中有很多次接触到大小端的问题，每次都是拍一下脑袋，按照记忆中的内容做东西。（小端：高地址存高字节，低地址存低字节；大端：高地址存低字节，低地址存高字节）没有做深入的理解，导致我最近遇到一个通信接口文档，文档标注的是大端模式，但是我按照自己的记忆中的大端去做，却写错了，这不是我记忆有问题，只是我没有理解到位而已。

Big endian And Little endian(大小端)

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  在多个字节读写或者传输过程中，哪个字节作为高字节，哪个字节作为低字节，需要我们人为定义的。于是人们定义了大端模式和小端模式。但是我们常见的一句话：“小端：高地址存高字节，低地址存低字节；大端：高地址存低字节，低地址存高字节。”是指的多字节存储中的定义。对于多字节传输中，大端小端这样记忆或者说理解可能会出问题。

#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <cstdint>

union test_byte_order{

	uint16_t a;
	uint8_t b;
}test0;

int main(int argc, char * argv[]){

	test0.a = 0xAAFF;
	
	//byte-order-check based on union 
	//Notice that the basefield flag only affects the insertion/extraction of integer values (floating-point values are always interpreted in decimal base).
	std::cout<<"addr of test0.a is "<<std::hex << (uint64_t)&test0.a <<std::endl;
	std::string union_ret = (test0.b == 0xFF)?"little endian":"big endian";
	std::cout<<union_ret<<std::endl;


	//byte-order-check based on pointer 
	uint16_t a = 0xAAFF;
	uint8_t * b = (uint8_t *)&a;
	std::cout<<"addr of a is "<<std::hex << (uint64_t)&a <<std::endl;
	std::string pointer_ret = (*b == 0xFF)?"little endian":"big endian";
        std::cout<<pointer_ret<<std::endl;

	return 0;
}

  gdb调试结果（符合预期）

  常见的x86 是小端模式

  现在常见的arm 支持大小端模式

多字节通信（人为约定）

  多字节通信的问题的话，其实就是你是先发送高字节，还是先发送低字节位的问题。其实如果通信文档中一般都定义了先发送高还是低字节，但是如果通信文档中换一种说法（大端模式、小端模式）的话，可能就需要思考一下，或者说需要理解一下才行。

  例如tcp/ip协议中，对于ip地址和端口号，要求的必须是网络字节序，也就是大端字节序模式。那我们到底是先发送高字节还是先发送低字节呢？其实在其他的232/485/can/蓝牙/等等通信方式中，也有同样的概念。

  那对于多字节通信中，人为定义了（注意，这里的定义的概念和多字节存储中的是同等级的，你可以理解为他们两个没有关系）：

• 大端序模式：先发送高字节，后发送低字节。

• 小端序模式：先发送低字节，后发送高字节。

  既然上述概念是大多数人为约定的，那么可能就有这样那样的误解。所以，一般通信文档上说明了大端模式、还是小端模式外，还需要标注MSB or LSB first，或者直接注明先发高或者是低字节，避免双方出现误解。

  当然，有没有方法可以记忆多字节通信中，这种大多数人定义的概念呢？下文提供了一种我的记忆方案吧。

//x86-64 ubuntu 18.04
uint16_t ttt = 0xAABB;
uint16_t ttt_hton = htons(ttt);//把ttt转换为网络字节序，大端模式
uint8_t array[4] = {0xAA, 0xBB, 0xCC, 0xDD};

  在c&&c++数组中，数组名字是指向的这个数组的低地址。假如我要按地址自增方向发送这个数组的数据，如果数组中先存放高字节（也就是说低地址存放高字节，或者说先发送高字节），那么这种通信方案中，字节序为大端模式。小端模式同理可得。

  但是，这仅仅是一种记忆方案。而且这是一种通用的约定，具体还是要看通信文档的定义，例如tcp/ip中的ip和端口号字节序定义就是MSB first。如果某一天，哪个人可能直接定义大端模式就是先发送低字节，也是有可能的。

后记

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  总结

  大小端对于存储和通信来说，我个人认为有着不同的含义。虽然可以通过一些方法联系起来记忆。

  但是我认为，以上的内容都不是重点，是一些概念的东西，重点的是，你要明白为啥会出现这个大小端的问题？什么是字节序？为什么会有字节序这个概念就行了？

参考文献

• 无

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