計算機硬體有兩種儲存資料的方式

1.

計算機硬體有兩種儲存資料的方式：大端位元組序（big endian）和小端位元組序（little endian）。

舉例來說，數值0x2211使用兩個位元組儲存：高位位元組是0x22，低位位元組是0x11。

• 大端位元組序：高位位元組在前，低位位元組在後，這是人類讀寫數值的方法。
• 小端位元組序：低位位元組在前，高位位元組在後，即以0x1122形式儲存。

同理，0x1234567的大端位元組序和小端位元組序的寫法如下圖。

2.

我一直不理解，為什麼要有位元組序，每次讀寫都要區分，多麻煩！統一使用大端位元組序，不是更方便嗎？

上週，我讀到了一篇文章，解答了所有的疑問。而且，我發現原來的理解是錯的，位元組序其實很簡單。

3.

首先，為什麼會有小端位元組序？

答案是，計算機電路先處理低位位元組，效率比較高，因為計算都是從低位開始的。所以，計算機的內部處理都是小端位元組序。

但是，人類還是習慣讀寫大端位元組序。所以，除了計算機的內部處理，其他的場合幾乎都是大端位元組序，比如網路傳輸和檔案儲存。

4.

計算機處理位元組序的時候，不知道什麼是高位位元組，什麼是低位位元組。它只知道按順序讀取位元組，先讀第一個位元組，再讀第二個位元組。

如果是大端位元組序，先讀到的就是高位位元組，後讀到的就是低位位元組。小端位元組序正好相反。

理解這一點，才能理解計算機如何處理位元組序。

5.

位元組序的處理，就是一句話：

"只有讀取的時候，才必須區分位元組序，其他情況都不用考慮。"

處理器讀取外部資料的時候，必須知道資料的位元組序，將其轉成正確的值。然後，就正常使用這個值，完全不用再考慮位元組序。

即使是向外部裝置寫入資料，也不用考慮位元組序，正常寫入一個值即可。外部裝置會自己處理位元組序的問題。

6.

舉例來說，處理器讀入一個16位整數。如果是大端位元組序，就按下面的方式轉成值。

x = buf[offset] * 256 + buf[offset+1];

上面程式碼中，buf是整個資料塊在記憶體中的起始地址，offset是當前正在讀取的位置。第一個位元組乘以256，再加上第二個位元組，就是大端位元組序的值，這個式子可以用邏輯運算子改寫。

x = buf[offset]<<8 | buf[offset+1];

上面程式碼中，第一個位元組左移8位（即後面添8個0），然後再與第二個位元組進行或運算。

如果是小端位元組序，用下面的公式轉成值。

x = buf[offset+1] * 256 + buf[offset];

32位整數的求值公式也是一樣的。

/* 大端位元組序 */
i = (data[3]<<0) | (data[2]<<8) | (data[1]<<16) | (data[0]<<24);

/* 小端位元組序 */
i = (data[0]<<0) | (data[1]<<8) | (data[2]<<16) | (data[3]<<24);

（完）