大端與小端

前面我們提到了依據CPU端模式的不同，資料的儲存順序也不一樣。

採用大小模式對資料進行存放的主要區別在於在存放的位元組順序，BE big-endian 大端模式 ,最直觀的位元組序 ,地址低位儲存值的高位,地址高位儲存值的低位 ,不需要考慮對應關係，只需要把記憶體地址從左到右按照由低到高的順序寫出 ，把值按照通常的高位到低位的順序寫出 ，兩者對照，一個位元組一個位元組的填充進去

LE little-endian 小端模式,最符合人的思維的位元組序,地址低位儲存值的低位,地址高位儲存值的高位 ,怎麼講是最符合人的思維的位元組序，是因為從人的第一觀感來說,低位值小，就應該放在記憶體地址小的地方，也即記憶體地址低位 反之，高位值就應該放在記憶體地址大的地方，也即記憶體地址高位。

列印變數的的每一個位元組

演算法分析

但是理論我們已經講的很詳細了，卻沒有真正看過資料的儲存結果，因此我們期待能夠利用C語言編寫程式輸出變數的的每一位

思路:

C語言中char 必須對應一個byte , 所以它的型別固定是1個位元組。

用一個char*的指標指向變數的首地址，往後順序讀取sizeof個位元組的資料，就可以訪問到變數的每一位

/*
addr  -=> 待列印的變數的首地址 
size  -=>·待列印的變數的大小 
return 成功返回列印的位元組數  
*/
int print_all_byte(void *addr, int
 
 size)
{
    unsigned char *ptr = (unsigned char *)addr;
    int print_bytes = 0;

    if(ptr == NULL)
    {
        return -1; 
    }

    while(print_bytes < size)
    {
        printf("%02x", *ptr); 
        ptr++; 
        print_bytes++; 
    }
    printf("\n"); 
    return print_bytes; 
}

示例程式

首先我們判斷一下當前電腦的大小端模式，然後分別定義了short，int，long，float，double，array陣列幾種型別的資料。
然後分別列印了它的每一個位元組的資訊。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>


int check_end()
{
    int   i = 0x12345678;
    char *c = (char *)&i; 

    return (*c == 0x12);
}


int CheckEnd()
{
    union
    {
        int a;
        char b;
    }u;

    u.a = 1;
    if (u.b == 1)
        return 0;
    else 
        return 1;
}

/*
addr  -=> 待列印的變數的首地址 
size  -=>·待列印的變數的大小 
return 成功返回列印的位元組數  
*/
int print_all_byte(void *addr, int size)
{
    unsigned char *ptr = (unsigned char *)addr;
    int print_bytes = 0;

    if(ptr == NULL)
    {
        return -1; 
    }

    while(print_bytes < size)
    {
        printf("%02x", *ptr); 
        ptr++; 
        print_bytes++; 
    }
    printf("\n"); 
    return print_bytes; 
}

int main(void)
{
    if(check_end() == 1)
    {
        printf("大端\n");
    }
    else
    {
        printf("小端\n");
    }

    short shortvalue = 0x1234; 
    if(print_all_byte((void *)&shortvalue, sizeof(shortvalue)) != -1)
    {
        printf("print SHORT success!\n\n"); 
    }

    int intvalue = 0x12345678; 
    if(print_all_byte((void *)&intvalue, sizeof(intvalue)) != -1)
    {
        printf("print INT success!\n\n"); 
    }

    long longvalue = 0x87654321; 
    if(print_all_byte((void *)&longvalue, sizeof(longvalue)) != -1)
    {
        printf("print LONG success!\n\n"); 
    }

    float floatvalue = 0.12345678; 
    if(print_all_byte((void *)&floatvalue, sizeof(floatvalue)) != -1)
    {
        printf("printf FLOAT success!\n\n"); 
    }

    double doublevalue = 0.12345678; 
    if(print_all_byte((void *)&doublevalue, sizeof(doublevalue)) != -1)
    {
        printf("printf DOUBLE success!\n\n"); 
    }

    int array[10] = {9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 1234}; 
    if(print_all_byte((void *)array, sizeof(array)) != -1)
    {
        printf("printf ARRAY success!\n\n"); 
    }


    return EXIT_SUCCESS; 
}

列印變數的的每一個位

演算法分析

前面通過char我們可以讀取到變數的每個位元組，我們進一步拓展，讀取每一個位元組後，再取出其對應的每一位,即可按照二進位制的方式輸出每個位。
讀取每一位的操作，即判斷某一位是1還是0，可以採用位運算完成，具體操作如下。

int isset(char data, int bit)
{ 
    data >>= bit;

    if(data & 1 == 0) 
    {
        return 0; 
    }
    else
    {
        return 1; 
    }
}

所以我們對上面的演算法進行拓展，先取到每一個byte，然後再讀取該byte的每一個bit。

int print_bit(char *addr, int size)
{

    unsigned char *ptr = (unsigned char *)addr;
    int print_bytes = 0;

    if(ptr == NULL)
    {
        return -1; 
    }

    for(print_bytes = 0;
        print_bytes < size;
        print_bytes++, ptr++)
    {
        for(int print_bits = 7;
        print_bits >= 0;
        print_bits--)
        {
            printf("%d", ((*ptr >> print_bits) & 1));
        }

    }
    printf("\n"); 
    return print_bytes;
}

示例程式

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>


//#define DEBUG
int isset(char data, int bit)
{ 
    data >>= bit;

    if(data & 1 == 0) 
    {
        return 0; 
    }
    else
    {
        return 1; 
    }
}

/*
addr  -=> 待列印的變數的首地址 
size  -=>·待列印的變數的大小 
return 成功返回列印的位元組數  
*/
int print_bit(char *addr, int size)
{

    unsigned char *ptr = (unsigned char *)addr;
    int print_bytes = 0;

    if(ptr == NULL)
    {
        return -1; 
    }

    for(print_bytes = 0;
        print_bytes < size;
        print_bytes++, ptr++)
    {
#ifdef DEBUG
        printf("byte %d, data = %02x -=>", print_bytes, *ptr); 
#endif
        for(int print_bits = 7;
        print_bits >= 0;
        print_bits--)
        {
            printf("%d", ((*ptr >> print_bits) & 1));
        }
#ifdef DEBUG
        printf("\n");
#endif

    }
    printf("\n"); 
}

int main(void)
{
    /*short shortvalue = 0x1234; 
    if(print_bit((char *)&shortvalue, sizeof(shortvalue)) != -1)
    {
        printf("print SHORT success!\n\n"); 
    }*/

    int intvalue = 0x12345678;
    if(print_bit((char *)&intvalue, sizeof(intvalue)) != -1)
    {
        printf("print INT success!\n\n"); 
    }

    long longvalue = 0x87654321; 
    if(print_bit((char *)&longvalue, sizeof(longvalue)) != -1)
    {
        printf("print LONG success!\n\n"); 
    }

    float floatvalue = 0.12345678; 
    if(print_bit((char *)&floatvalue, sizeof(floatvalue)) != -1)
    {
        printf("printf FLOAT success!\n\n"); 
    }

    double doublevalue = 0.12345678; 
    if(print_bit((char *)&doublevalue, sizeof(doublevalue)) != -1)
    {
        printf("printf DOUBLE success!\n\n"); 
    }

    int array[10] = {9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 1234}; 
    if(print_bit((char *)array, sizeof(array)) != -1)
    {
        printf("printf ARRAY success!\n\n"); 
    }


    return EXIT_SUCCESS; 
}