Big Endian 和 Little Endian
Peter Lee 2008-04-20
一、字節序
來自：
http://ayazh.gjjblog.com/archives/1058846/談到字節序的問題，必然牽涉到兩大CPU派系。那就是Motorola的PowerPC系列CPU和Intel的x86系列CPU。PowerPC系列采用big endian方式存儲數據，而x86系列則采用little endian方式存儲數據。那么究竟什么是big endian，什么又是little endian呢？
其實big endian是指低地址存放最高有效字節（MSB），而little endian則是低地址存放最低有效字節（LSB）。
用文字說明可能比較抽象，下面用圖像加以說明。比如數字0x12345678在兩種不同字節序CPU中的存儲順序如下所示：
Big Endian
低地址 高地址
----------------------------------------->
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| 12 | 34 | 56 | 78 |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
Little Endian
低地址 高地址
----------------------------------------->
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| 78 | 56 | 34 | 12 |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
從上面兩圖可以看出，采用big endian方式存儲數據是符合我們人類的思維習慣的。而little endian，!@#$%^&*，見鬼去吧 -_-|||
為什么要注意字節序的問題呢？你可能這么問。當然，如果你寫的程序只在單機環境下面運行，并且不和別人的程序打交道，那么你完全可以忽略字節序的存在。但是，如果你的程序要跟別人的程序產生交互呢？在這里我想說說兩種語言。C/C++語言編寫的程序里數據存儲順序是跟編譯平臺所在的CPU相關的，而JAVA編寫的程序則唯一采用big endian方式來存儲數據。試想，如果你用C/C++語言在x86平臺下編寫的程序跟別人的JAVA程序互通時會產生什么結果？就拿上面的0x12345678來說，你的程序傳遞給別人的一個數據，將指向0x12345678的指針傳給了JAVA程序，由于JAVA采取big endian方式存儲數據，很自然的它會將你的數據翻譯為0x78563412。什么？竟然變成另外一個數字了？是的，就是這種后果。因此，在你的C程序傳給JAVA程序之前有必要進行字節序的轉換工作。
無獨有偶，所有網絡協議也都是采用big endian的方式來傳輸數據的。所以有時我們也會把big endian方式稱之為網絡字節序。當兩臺采用不同字節序的主機通信時，在發送數據之前都必須經過字節序的轉換成為網絡字節序后再進行傳輸。ANSI C中提供了下面四個轉換字節序的宏。
big endian：最高字節在地址最低位，最低字節在地址最高位，依次排列。
little endian：最低字節在最低位，最高字節在最高位，反序排列。
endian指的是當物理上的最小單元比邏輯上的最小單元小時，邏輯到物理的單元排布關系。咱們接觸到的物理單元最小都是byte，在通信領域中，這里往往是bit，不過原理也是類似的。
一個例子：
如果我們將0x1234abcd寫入到以0x0000開始的內存中，則結果為
big-endian little-endian
0x0000 0x12 0xcd
0x0001 0x34 0xab
0x0002 0xab 0x34
0x0003 0xcd 0x12
目前應該little endian是主流，因為在數據類型轉換的時候（尤其是指針轉換）不用考慮地址問題。
二、Big Endian 和 Little Endian名詞的由來
這兩個術語來自于 Jonathan Swift 的《《格利佛游記》其中交戰的兩個派別無法就應該從哪一端－－小端還是大端－－打開一個半熟的雞蛋達成一致。：）
“endian”這個詞出自《格列佛游記》。小人國的內戰就源于吃雞蛋時是究竟從大頭(Big-Endian)敲開還是從小頭(Little-Endian)敲開，由此曾發生過六次叛亂，其中一個皇帝送了命，另一個丟了王位。
我們一般將endian翻譯成“字節序”，將big endian和little endian稱作“大尾”和“小尾”。
在那個時代，Swift是在諷刺英國和法國之間的持續沖突，Danny Cohen，一位網絡協議的早期開創者，第一次使用這兩個術語來指代字節順序，后來這個術語被廣泛接納了
三、Big Endian 和 Little Endian優劣
來自：Dr. William T. Verts, April 19, 1996
Big Endian
判別一個數的正負很容易，只要取offset0處的一個字節就能確認。
Little Endian
長度為1，2，4字節的數，排列方式都是一樣的，數據類型轉換非常方便。
四、一些常見文件的字節序
來自：Dr. William T. Verts, April 19, 1996
Common file formats and their endian order are as follows:
Adobe Photoshop -- Big Endian
BMP (Windows and OS/2 Bitmaps) -- Little Endian
DXF (AutoCad) -- Variable
GIF -- Little Endian
IMG (GEM Raster) -- Big Endian
JPEG -- Big Endian
FLI (Autodesk Animator) -- Little Endian
MacPaint -- Big Endian
PCX (PC Paintbrush) -- Little Endian
PostScript -- Not Applicable (text!)
POV (Persistence of Vision ray-tracer) -- Not Applicable (text!)
QTM (Quicktime Movies) -- Little Endian (on a Mac!) （PeterLee注Big Endian in my opinion）
Microsoft RIFF (.WAV & .AVI) -- Both
Microsoft RTF (Rich Text Format) -- Little Endian
SGI (Silicon Graphics) -- Big Endian
Sun Raster -- Big Endian
TGA (Targa) -- Little Endian
TIFF -- Both, Endian identifier encoded into file
WPG (WordPerfect Graphics Metafile) -- Big Endian (on a PC!)
XWD (X Window Dump) -- Both, Endian identifier encoded into file
五、比特序
來自：
http://ayazh.gjjblog.com/archives/1058846/我在8月9號的《Big Endian和Little Endian》一文中談了字節序的問題。可是有朋友仍然會問，CPU存儲一個字節的數據時其字節內的8個比特之間的順序是否也有big endian和little endian之分？或者說是否有比特序的不同？
實際上，這個比特序是同樣存在的。下面以數字0xB4（10110100）用圖加以說明。
Big Endian
msb lsb
---------------------------------------------->
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
Little Endian
lsb msb
---------------------------------------------->
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
實際上，由于CPU存儲數據操作的最小單位是一個字節，其內部的比特序是什么樣對我們的程序來說是一個黑盒子。也就是說，你給我一個指向0xB4這個數的指針，對于big endian方式的CPU來說，它是從左往右依次讀取這個數的8個比特；而對于little endian方式的CPU來說，則正好相反，是從右往左依次讀取這個數的8個比特。而我們的程序通過這個指針訪問后得到的數就是0xB4，字節內部的比特序對于程序來說是不可見的，其實這點對于單機上的字節序來說也是一樣的。
那可能有人又會問，如果是網絡傳輸呢？會不會出問題？是不是也要通過什么函數轉換一下比特序？嗯，這個問題提得很好。假設little endian方式的CPU要傳給big endian方式CPU一個字節的話，其本身在傳輸之前會在本地就讀出這個8比特的數，然后再按照網絡字節序的順序來傳輸這8個比特，這樣的話到了接收端不會出現任何問題。而假如要傳輸一個32比特的數的話，由于這個數在littel endian方存儲時占了4個字節，而網絡傳輸是以字節為單位進行的，little endian方的CPU讀出第一個字節后發送，實際上這個字節是原數的LSB，到了接收方反倒成了MSB從而發生混亂。
滬公網安備31010802001143號
