关于x86系统中“大小端”在C++中的应用实例分析

本文主要是关于一个由“大小端”引发的问题的具体分析。

笔者在百度知道看到一个提问，内容如下：

为什么此函数输出 moring? s=&x是为什么呢？
引用自：http://zhidao.baidu.com/question/545637515.html?fr=uc_push&push=&group=1
#include <iostream>
using namespace std;
int main(){
union{
char word[8];
short int ksi[5];
}x,*s;
s=&x;
s->ksi[0]=0x4f43;
s->ksi[1]=0x504d;
s->ksi[2]=0x5455;
s->ksi[3]=0x5245;
s->ksi[4]=0x0021;
cout<<s->word<<endl;
return 0;
}

下面是由这个问题，而引发的笔者的思考：

首先，这个问题很明显是关于“大小端”的问题，即“BigEndian” 和 “SmallEndian”。

关于大小端的问题，在笔者转载的另一篇文章中，已经有较详细的解说（/article/2314020.html）。

但是，把“大小端”的问题具体化到这个百度知道的问题上，主要有2点总结要说：

一是，所谓的“小端Little-Endian”，就是“低地址存放最低有效位（LSB），既低位字节排放在内存的低地址端，高位字节排放在内存的高地址端”。同理，“大端”的解释反之；

二是，Intel X86平台采用Little Endian，而PowerPC处理器则采用了Big Endian。

如果明白了上面两点总结，那么这个问题就迎刃而解了。

首先可以确定的是，百度知道上这个问题的提问者用的十有八九是x86的计算机（否则，如果提问者用的是诸如PowerPC等的大端模式的计算机，那么那个字符串或称字符数组就没有具体的英文意义了）。

其次，回上程序上来看，程序中有一个联合体Union，该联合体中的word数组和ksi数组的指针指向同一段内存空间，即共享同一段存储空间。

把两个数组分别展开，如下所示：

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MemoryAddress: Low --> High

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ksi[x]: 0 1 2 3 4



(Value) 0x4f43 0x504d 0x5455 0x5245 0x0021

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word[y]: 0 1 2 3 4 5 6 7 8

(Value) 0x43 0x4f 0x4d 0x50 0x55 0x54 0x45 0x52 0x21

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ASCII: C O M P U T E R !
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由上表可知，最终程序打印出来的字符串是“COMPUTER!”，而非提问者所说的“moring?"。所以说，做学问应该要有严谨的科学方法，经过严谨推论得出的结论，是不因为他人的其它说法而动摇的而且是符合真理和科学的结论。

回到问题的解答上，其中word数组与ksi数组共享同一段存储空间，以ksi[0]为例，它所指向的存储空间中有2个字节的容量，这2个字节的空间中，即存储着word[0]的值，同进度也存储着word[0]和word[1]的值，然后从前面已知x86系统中是“小端模式存储方式”，那么ksi[0]中低字节的一半值0x43就应该存储在相对低地址的空间中，恰巧这个相对低地址的空间也被word[0]共享；而高字节的一半值0x4f就应该存储在相对高地址的空间中，这个相对高地址的空间也被word[1]共享。同理可得这两个数组中其它地址中相对应的值，最终经常在x86系统中运行验证，的确打印出来的信息就是字符串“COMPUTER!
"。