计算机中所有的数据都是以二进制数字的形式储存的,而计算机内部对于这些二进制数字的解析方式又可以分为两种,一种是高字节在前(Big endian),一种是低字节在前(Little endian)。因为这两种解析方式在不同的计算机体系结构中都有应用,了解和掌握高字节在前的概念,能够更深入地理解计算机底层的工作原理。
Big endian 与 Little endian 的区别在于它们在读取二进制数字时的顺序不同。对于一个多字节的二进制数字,Big endian 会将高位字节排在前面,而 Little endian 则会将低位字节排在前面。举个例子,如果要表示十进制数字 65535(二进制表示为 1111111111111111),那么在一个 2 字节的数据中:
在 Big endian 中,这个数字的高位字节为 11111111,低位字节为 11111111。
在 Little endian 中,这个数字的高位字节为 11111111,低位字节为 11111111。
有一些特定的计算机体系结构会采用 Big endian 的解析方式,比如大多数 IBM 计算机和 Sun 的 SPARC 处理器。同时,在一些协议或者文件格式中也会采用 Big endian 的编码方式,比如 TCP/IP 网络协议中的 IP 地址和端口号。
在这些应用场景中,高字节在前的顺序显得更加自然和容易解析。也因此在这些场景下,使用 Big endian 更能提高程序的效率和可读性。
虽然 Big endian 的方式确实会带来一定的解析效率,但是它同时也存在一些缺点。其中最主要的缺点就是占用内存空间过大。因为 Big endian 要求高位字节全部在前面,所以在每次处理二进制数字时都需要非常小心地顺序读取每一个字节,以避免出现错误。而这样的话,就需要在内存中储存一些额外的字节,来避免指针溢出的情况。
相比之下,Little endian 则不需要这样额外的预处理,因此可以更加高效地利用内存空间,从而提高计算机的整体性能。
高字节在前(Big endian)与低字节在前(Little endian)是计算机内部二进制数字解析的两种方式,在不同的计算机体系结构和协议或文件格式中各有应用。了解这两种方式的差异,可以帮助我们更深入地理解计算机底层的工作原理。同时也应该注意到,在实践中选择何种解析方式时,需要综合权衡效率和内存占用两方面的因素,并结合具体的应用场景来进行选择。