数据如何根据“字节顺序”以位级存储？

Question

我读到了字节​​序并理解了蹲...

所以我写了这个

main()
{
    int k = 0xA5B9BF9F;

    BYTE *b = (BYTE*)&k;    //value at *b is 9f
    b++;    //value at *b is BF
    b++;    //value at *b is B9
    b++;    //value at *b is A5
}

k等于A5 B9 BF 9F

和（字节）指针“walk “ o/p 是 9F BF b9 A5

所以我知道字节是向后存储的......好吧。

〜

所以现在我想它是如何存储在BIT级别的......

我的意思是“9f”（1001 1111）存储为“f9”（1111 1001）？

所以我写了这个，

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    int k = 0xA5B9BF9F;
    void *ptr = &k;
    bool temp= TRUE;
    cout<<"ready or not here I come \n"<<endl;

    for(int i=0;i<32;i++)
    {   
        temp = *( (bool*)ptr + i );
        if( temp )
            cout<<"1 ";
        if( !temp)
            cout<<"0 ";
        if(i==7||i==15||i==23)
            cout<<" - ";
   }
}

我也得到了一些随机输出

即使对于 nos， 。就像“32”我没有得到任何明智的东西。

为什么 ？

Answer 1

为了完整起见，机器是用字节顺序和位顺序来描述的。

intel x86 被称为一致小尾数法，因为它随着内存地址的增加以 LSB 到 MSB 的顺序存储多字节值。其位编号约定为 b0 = 2^0 和 b31 = 2^31。

Motorola 68000 被称为不一致大尾数法，因为它随着内存地址的增加以 MSB 到 LSB 的顺序存储多字节值。它的位编号约定是 b0 = 2^0 和 b31 = 2^31（与 intel 相同，这就是为什么它被称为“不一致”Big Endian）。

32 位 IBM/Motorola PowerPC 被称为一致大尾数法，因为它随着内存地址的增加以 MSB 到 LSB 的顺序存储多字节值。其位编号约定为 b0 = 2^31 和 b31 = 2^0。

在正常的高级语言使用下，位顺序通常对开发人员是透明的。当用汇编语言编写或使用硬件时，位编号确实会发挥作用。

Answer 2

Endianness，正如您通过实验发现的那样，是指字节在对象中存储的顺序。

位的存储方式没有什么不同，它们始终是 8 位，并且始终是“人类可读的”（高位->低位）。

现在我们已经讨论了您不需要代码...关于您的代码：

for(int i=0;i<32;i++)
{   
  temp = *( (bool*)ptr + i );
  ...
}

这并没有按照您认为的方式进行。您正在迭代 0-32，即一个字中的位数 - 很好。但是您的 temp 分配完全错误:)

重要的是要注意 bool* 的大小与 int* 的大小相同作为 BigStruct*。同一台机器上的所有指针大小相同 - 32 位机器上为 32 位，64 位机器上为 64 位。

ptr + i 正在向 ptr 地址添加 i 个字节。当i>3时，您正在阅读一个全新的单词...这可能会导致段错误。

您要使用的是位掩码。像这样的东西应该有效：

for (int i = 0; i < 32; i++) {
  unsigned int mask = 1 << i;
  bool bit_is_one = static_cast<unsigned int>(ptr) & mask;
  ...
}

Answer 3

您的机器几乎肯定无法寻址内存的各个位，因此字节内的位布局毫无意义。字节顺序仅指多字节对象内的字节顺序。

为了使你的第二个程序有意义（尽管没有任何理由，因为它不会给你任何有意义的结果），你需要了解按位运算符 - 特别是 &应用。

Answer 4

字节尾数

在不同的机器上，此代码可能会给出不同的结果：

union endian_example {
   unsigned long u;
   unsigned char a[sizeof(unsigned long)];
} x;

x.u = 0x0a0b0c0d;

int i;
for (i = 0; i< sizeof(unsigned long); i++) {
    printf("%u\n", (unsigned)x.a[i]);
}

这是因为不同的机器可以自由地以它们希望的任何字节顺序存储值。这是相当任意的。宏伟的计划中没有前进或后退。

位字节顺序

通常您不必担心位字节顺序。访问各个位的最常见方法是使用移位（ >>、<< ），但这些实际上与值相关，而不是字节或位。他们对一个值执行算术运算。该值以位（以字节为单位）存储。

在 C 中，如果您使用过位字段，则可能会遇到位字节顺序问题。这是一个很少使用的 C 语言“功能”（出于这个原因和其他一些原因），它允许您告诉编译器 struct 的成员将使用多少位。

struct thing {
     unsigned y:1; // y will be one bit and can have the values 0 and 1
     signed z:1; // z can only have the values 0 and -1
     unsigned a:2; // a can be 0, 1, 2, or 3
     unsigned b:4; // b is just here to take up the rest of the a byte
};

在这种情况下，位字节顺序取决于编译器。 y 应该是事物中的最高有效位还是最低有效位？谁知道？如果您关心位顺序（描述 IPv4 数据包标头的布局、设备的控制寄存器或只是文件中的存储格式等内容），那么您可能不想担心某些不同的编译器会错误地执行此操作方式。此外，编译器并不总是像人们希望的那样聪明地处理位字段。

Answer 5

这里的这一行：

temp = *( (bool*)ptr + i );

...当您执行这样的指针算术时，编译器会将指针移动您添加的数字乘以您指向的内容的大小。因为您将 void* 转换为 bool*，所以编译器会将指针移动一个“bool”的大小，这可能只是一个 int ，所以您将从更远的地方打印出内存比你想象的要多。

您无法对字节中的各个位进行寻址，因此询问它们的存储方式几乎毫无意义。 （你的机器可以以任何它想要的方式存储它们，但你无法分辨）。您可能关心的唯一一次是当您通过 I2C 或 RS232 或类似的物理接口实际吐出位时，您必须实际将这些位逐一吐出。但即便如此，协议仍将定义吐出位的顺序，并且设备驱动程序代码必须按照协议顺序在“值为 0xAABBCCDD 的 int”和“位序列 11100011...[无论如何]”之间进行转换”。