關(guān)于大小端、位域的一些概念詳解
大小端:
對(duì)于像C++中的char這樣的數(shù)據(jù)類(lèi)型,它本身就是占用一個(gè)字節(jié)的大小,不會(huì)產(chǎn)生什么問(wèn)題。但是當(dāng)數(shù)制類(lèi)型為int,在32bit的系統(tǒng)中,它需要占用4個(gè)字節(jié)(32bit),這個(gè)時(shí)候就會(huì)產(chǎn)生這4個(gè)字節(jié)在寄存器中的存放順序的問(wèn)題。比如int maxHeight = 0x12345678,&maxHeight = 0x0042ffc4。具體的該怎么存放呢?這個(gè)時(shí)候就需要理解計(jì)算機(jī)的大小端的原理了。
大端:(Big-Endian)就是把數(shù)值的高位字節(jié)放在內(nèi)存的低位地址上,把數(shù)值的地位字節(jié)放在內(nèi)存的高位地址上。
小端:(Little-Endian)就是把數(shù)字的高位字節(jié)放在高位的地址上,低位字節(jié)放在低位地址上。
我們常用的x86結(jié)構(gòu)都是小端模式,而大部分DSP,ARM也是小端模式,不過(guò)有些ARM是可以選擇大小端模式。所以對(duì)于上面的maxHeight是應(yīng)該以小端模式來(lái)存放,具體情況請(qǐng)看下面兩表。
地址 | 0x0042ffc4 | 0x0042ffc5 | 0x0042ffc6 | 0x0042ffc7 |
數(shù)值 |
0x78 |
0x56 |
0x34 |
0x12 |
圖(1)為小端模式
地址 | 0x0042ffc4 | 0x0042ffc5 | 0x0042ffc6 | 0x0042ffc7 |
數(shù)值 |
0x12 |
0x34 |
0x56 |
0x78 |
圖(2)為大端模式
通過(guò)上面的表格,可以看出來(lái)大小端的不同,在這里無(wú)法討論那種方式更好,個(gè)人覺(jué)得似乎大端模式更符合我的習(xí)慣。(注:在這里我還要說(shuō)一句,其實(shí)在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中并不存在所謂的數(shù)據(jù)類(lèi)型,比如char,int等的。這個(gè)類(lèi)型在代碼中的作用就是讓編譯器知道每次應(yīng)該從那個(gè)地址起始讀取多少位的數(shù)據(jù),賦值給相應(yīng)的變量。)
位域:
在計(jì)算機(jī)中是采用二進(jìn)制0和1來(lái)表示數(shù)據(jù)的,每一個(gè)0或者1占用1位(bit)存儲(chǔ)空間,8位組成一個(gè)字節(jié)(byte),為計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)類(lèi)型的最小單位,如char在32bit系統(tǒng)中占用一個(gè)字節(jié)。但是正如我們知道的,有時(shí)候程序中的數(shù)據(jù)可能并不需要這么的字節(jié),比如一個(gè)開(kāi)關(guān)的狀態(tài),只有開(kāi)和關(guān),用1和0分別替代就可以表示。此時(shí)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)只需要一位存儲(chǔ)空間就可以滿足要求。如果用一個(gè)字節(jié)來(lái)存儲(chǔ),顯然浪費(fèi)了另外的7位存儲(chǔ)空間。所以在C語(yǔ)言中就有了位段(有的也叫位域,其實(shí)是一個(gè)東西)這個(gè)概念。具體的語(yǔ)法就是在變量名字后面,加上冒號(hào)(:)和指定的存儲(chǔ)空間的位數(shù)。具體的定義語(yǔ)法如下:
struct 位段名稱(chēng)
{
位段數(shù)據(jù)類(lèi)型 位段變量名稱(chēng) : 位段長(zhǎng)度;
.......
}
//實(shí)例
struct Node
{
char a:2;
double i;
int c:4;
}node;
其實(shí)定義很簡(jiǎn)單,上面示例的意義是,定義一個(gè)char變量a,占用2位存儲(chǔ)空間,一個(gè)double變量i,以及一個(gè)占用4位存儲(chǔ)的int變量c。請(qǐng)注意這里改變了變量本來(lái)占用字節(jié)的大小,并不是我們常規(guī)定義的一個(gè)int變量占用4個(gè)字節(jié),一個(gè)char變量占用1一個(gè)字節(jié)。在實(shí)際的運(yùn)行環(huán)境中運(yùn)行,由于內(nèi)存字節(jié)對(duì)齊,得到sizeof(node) = 24。
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