大小端模式对C语言的共用体结构有何影响

1、一些问题

问题1

#include "stdio.h"
union
{
    int i;
    char ch[2];
}key;
main()
{
    key.i=65*256+66;
    printf("%c\t%c\n",key.ch[0],key.ch[1]);
}

答案是B      A;为什么不是A      B呢?

在前面的文章中我们已经测试过,X86体系结构的CPU是小端模式的。比如一个数0x1234,放在内存里按照内存地址从低往高实际上是低地址字节里放的是0x34,高字节里放的是0x12。小端模式和我们平时感觉上的一致,把数位数越高的部分放在地址越高的部分。union类型是共享内存的,union中是按照从低到高放的,i=0x4142,也就是低地址中放的是42,高地址中放的是41,按照ch[0],ch[1]的顺序输出就是B      A。如果是大端模式的话就是打印两个空了,故不会出现A      B的情况。

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问题2

union myun
{
   struct { int x; int y; int z; }u;
   int k;
}a;
int main()
{
   a.u.x =4;
   a.u.y =5;
   a.u.z =6;
   a.k = 0;
   printf("%d %d %d\n",a.u.x,a.u.y,a.u.z);
   return 0;
}

union类型是共享内存的,以size最大的结构作为自己的大小,这样的话,myun这个结构就包含u这个结构体,而大小也等于u这个结构体的大小,在内存中的排列为声明的顺序x,y,z从低到高,然后赋值的时候,在内存中,就是x的位置放置4,y的位置放置5,z的位置放置6,现在对k赋值,对k的赋值因为是union,要共享内存,所以从union的首地址开始放置,首地址开始的位置其实是x的位置,这样原来内存中x的位置就被k所赋的值代替了,就变为0了,这个时候要进行打印,就直接看内存里就行了,x的位置也就是k的位置是0,而y,z的位置的值没有改变,所以应该是0,5,6。

问题3

int checkCPU()
{
  union
  {
    int a;
    char b;
  }c;
  c.a = 1;
  return (c.b == 1);  // 小端返回TRUE,大端返回FALSE
}

这个就不详细解释了,用来判定CPU大小端模式的一个经典例子。

问题4

union {
    int a[2];
    long b;
    char c[4];
}s;
main()
{
    s.a[0]=0x12345678;
    s.a[1]=0x23456789;
    printf("%lx\n",s.b);
    printf("%x,%x,%x,%x\n",s.c[0],s.c[1],s.c[2],s.c[3]);
}

答案是:

12345678  

78,56,34,12

问题5

# include <stdio.h>
main()
{
    union {
        long i;
        int k;
        char ii;
        char s[4];
    } mix ;
    mix.k=0x23456789;
    printf("mix.i=%lx\n",mix.i);
    printf("mix.k=%x\n",mix.k);
    printf("mix.ii=%x\n",mix.ii);
    printf("mix.s[0]=%x\tmix.s[1]=%x\n",mix.s[0],mix.s[1]);
    printf("mix.s[2]=%x\tmix.s[3]=%x\n",mix.s[2],mix.s[3]);
    return 0;
}

答案是:

mix.i=23456789

mix.k=23456789

mix.ii=ffffff89

mix.s[0]=ffffff89 mix.s[1]=67

mix.s[2]=45 mix.s[3]=23

出现f是因为把char型强制转换成int型输出,0x89最高位1000 1001最高位为1,转换为int类型的时候认为是负数,而且数在计算机中是按补码存储的,所以自然高位补1了。

2、这是一个什么问题

2.1、共用体结构的意义

问题:

假设网络节点A 和网络节点B 中的通信协议涉及四类报文,报文格式为“报文类型字段+报文内容的结构体”,四个报文内容的结构体类型分别为STRUCTTYPE1~ STRUCTTYPE4,如何编写程序以最简单的方式组

织一个统一的报文数据结构。

分析:

报文的格式为“报文类型+报文内容的结构体”,在真实的通信中,每次只能发四类报文中的一种,我们可以将四类报文的结构体组织为一个union(共享一段内存,但每次有效的只是一种),然后和报文类型字段统一组织成一个报文数据结构。

解答:

typedef unsigned char BYTE;
//报文内容联合体
typedef union tagPacketContent
{
  STRUCTTYPE1 pkt1;
  STRUCTTYPE2 pkt2;
  STRUCTTYPE3 pkt1;
  STRUCTTYPE4 pkt2;
}PacketContent;
//统一的报文数据结构
typedef struct tagPacket
{
  BYTE pktType;
  PacketContent pktContent;
}Packet;

当多个基本数据类型或复合数据结构要占用同一片内存时,我们要使用共用体;当多种类型,多个对象,多个事物只取其一时(我们姑且通俗地称其为“n 选1”),我们也可以使用共用体来发挥其长处。把几种不同类型的变量放到同一段内存单元中,这些变量在内存中占用的字节数可能不同,但都从同一个地址开始存放。也就是使用覆盖技术,几个变量互相覆盖。同一个内存段可以用来存放几种不同类型的成员,但在每一瞬间只能存放其中一种,而不能同时存放几种。即,每一瞬间只有一个成员起作用,其他的成员不起作用,不能同时存在和起作用。共用体变量中起作用的成员是最后一次存放的成员,在存入一个新的成员后原有的成员就失去了作用。

2.2、大小端模式对共用体的影响

当共用体中有不同类型的变量,用一种变量类型给共用体赋值,但用另一种变量类型读取共用体的时候就涉及到大小端的问题。比如在问题1中,给int类型的变量i赋值,但通过char类型的数组来读取时,就要注意字节序的问题,也就是大小端的问题。

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时间: 2024-11-08 18:27:02

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深入浅出: 大小端模式

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原文:http://qiuye.iteye.com/blog/844764 不同机器内部对变量的字节存储顺序不同,有的采用大端模式(big-endian),有的采用小端模式(little-endian).大端模式是指高字节数据存放在低地址处,低字节数据放在高地址处.小端模式是指低字节数据存放在低地址处,高字节数据放在高地址处. 在网络上传输数据时,由于数据传输的两端可能对应不同的硬件平台,采用的存储字节顺序也可能不一致,因此 TCP/IP 协议规定了在网络上必须采用网络字节顺序(也就是大端模式)

大小端模式

1 什么大小端 大小端在计算机业界,Endian表示数据在存储器中的存放顺序. 小端模式:数据的高字节保存在内存的高地址中,而数据的低字节保存在内存的低地址中.这种存储模式将地址的高低和数据位权有效地结合起来,高地址部分权值高,低地址部分权值低,和我们的逻辑方法一致. 大端模式:数据的高字节保存在内存的低地址中,而数据的低字节保存在内存的高地址中.这种存储模式有点儿类似于把数据当作字符串顺序处理:地址由小向大增加,而数据从高位往低位放. 如整形十进制数字305419896 ,转化为十六进制表示

用指针检测大小端模式

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系统的存储模式---大小端模式

#include <stdio.h> bool issmall(); int main() { if (issmall()) { printf("Little \n"); } else { printf("Big\n"); } 262 657的二进制是 0000 0000 0000 0100 0000 0010 0000 0001 如果是Intel PC(Little-endian),这个数字将存储为 字节地址:00           01      

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