字节序详细解读

article/2025/9/20 21:43:39

概念来了！！！

字节序（Byte Order）是指多字节数据在计算机内存中存储或者网络传输时各字节的存储顺序。

在计算机中是以字节为单位，每个地址对应一个字节，一个字节8bit。在C中，除了8bit的char以外，还有16bit的short，32位的int，64位long，当然具体要由编译器决定，可以通过sizeof来获取不同类型在内存中占用的字节数。在计算机系统中，当物理单位的长度大于1个字节时，就要区分字节顺序。

常见的字节顺序有两种：大端（Big-endian）和小端（Little-endian），当然还有其他字节顺序，但不常见，例如Middle Endian。

看概念肯定完犊子，接下来我们明确几个知识。。。

概念

1、高字节和低字节

什么是高字节？什么是低字节？

在一个n进制的位中，最左边的位叫最高有效位，最右边的叫最低有效位。

举个例子，1个int的整数123456789

二进制表示	0000	0111	0101	1011	1100	1101	0001	0101
十六进制表示	0	7	5	B	C	D	1	5

按照从右向左的方向，二进制中，0101是低字节，最左边的0000是高字节；十六进制中，15是低字节，07是高字节。

再通俗一点解释就是：8421码的，8这端为高位，1这端为低位，相应的字节则分别称为高位字节和低位字节。

补充：进制转换

在这里插入图片描述

2、高地址和低地址

在内存中，多字节对象都是被存储为连续的字节序列。假设将int整型在内存中的起始地址（首个字节存储位置）为0x1000，那么另外三个字节就存储在0x1001~0x1003。不管存储的字节顺序是怎样的，内存地址的分配都是从小到大的增长。其中0x1000称为低地址端，0x1003称为高地址端。

在这里插入图片描述

3、大端和小端

大端：高字节存放在低地址，低字节存放在高地址

小端：低字节存放在低地址，高字节存放在高地址

还是以上面的int 123456789为例，十六进制表示： 07　5B　CD　15

	内存地址（低——>高）	字节存储顺序
大端（Big Endian）	0x1000 0x1001 0x1002 0x1003	0x07 0x5B 0xCD 0x15	高字节存放在低地址低字节存放在高地址
小端（Litter Endian）	0x1000 0x1001 0x1002 0x1003	0x15 0xCD 0x5B 0x07	低字节存放在低地址高字节存放在高地址

4、网络字节序和主机字节序

大小端一般是由CPU架构决定的。
网络字节序(Network Order)：TCP/IP各层协议将字节序定义为Big Endian，因此TCP/IP协议中使用的字节序通常称之为网络字节序。
主机字节序(Host Order)：整数在内存中保存的顺序，它遵循Little Endian规则（不一定，要看主机的CPU架构）。所以当两台主机之间要通过TCP/IP协议进行通信的时候就需要调用相应的函数进行主机序列(Little Endian)和网络序(Big Endian)的转换。

字节序

1、字节序的特点

在这里插入图片描述

1、网络协议指定了通讯字节序—大端
2、只有在多字节数据作为整体处理时才需要考虑字节序
3、运行在同一台计算机上的进程相互通信时,一般不用考虑字节序
4、异构计算机之间通讯，需要转换自己的字节序为网络字节序

2、为什么不统一使用一种字节序？

计算机电路先处理低位字节，效率比较高。因为计算就是从低位开始的，所以计算机内部很多都是小端字节序。
格式规范是为人类编写的，大端字节序更符合人类习惯。

3、字节序转换api

#include <netinet/in.h>
//htons函数 发 将主机字节序的端口 转换成 网络字节序的端口
uint16_t htons(uint16_t host16bitvalue);    //返回网络字节序的值
//htonl函数 发 将主机字节序的IP地址 转换成网络字节序的IP地址
uint32_t htonl(uint32_t host32bitvalue);    //返回网络字节序的值
//ntohs函数 收 将网络字节序的端口 转换成 主机字节序的端口
uint16_t ntohs(uint16_t net16bitvalue);     //返回主机字节序的值
//ntohl函数 收 将网络字节序的IP地址
uint32_t ntohl(uint32_t net32bitvalue);     //返回主机字节序的值

h代表host，n代表net，s代表short（两个字节），l代表long（4个字节），通过上面的4个函数可以实现主机字节序和网络字节序之间的转换。有时可以用INADDR_ANY，INADDR_ANY指定地址让操作系统自己获取

htons htonl ntohs ntohl 如果主机和网络字节序相同前面4个函数不会颠倒数据
htons htonl ntohs ntohl 如果主机和网络字节序不相同前面4个函数会颠倒数据

大小端不是人为决定的

4、地址转换api

int inet_aton(const char* straddr,struct in_addr *addrp);
把字符串形式的“192.168.1.123”转为网络能识别的格式char* inet_ntoa(struct in_addr inaddr); 
把网络格式的ip地址转为字符串形式

大幅参考：https://www.cnblogs.com/Leo_wl/p/3427363.html
https://blog.csdn.net/weixin_43288201/article/details/106185290