【数据存储：小端模式和大端模式】

一、引言

在计算机科学中，数据存储模式是指如何将数据存储在计算机内存中的方式。小端模式和大端模式是两种主要的字节序方式，它们决定了字节在内存中的排列顺序。这种字节顺序的选择对于跨平台编程和数据传输至关重要。在这篇博客中，我们将详细介绍小端模式和大端模式，并通过图解的方式帮助你更好地理解这两种数据存储方式。

二、小端模式（Little-endian）

小端模式是一种将高字节存储在低地址处，将低字节存储在高地址处的字节序方式。在这种模式下，内存地址从低到高依次存储了多字节值的各个字节，即低地址处存储了数值的低位，高地址处存储了数值的高位。这种方式在许多现代计算机中都被广泛采用。

小端模式：

1. 假设我们有一个8字节的数据（如整数或浮点数），从左到右依次为字节1、字节2、字节3、字节4、字节5、字节6、字节7和字节8。
2. 在小端模式中，字节1存储在最低的内存地址处，字节8存储在最高的内存地址处。
3. 读取数据时，从最低地址开始读取，依次读取每个字节，得到的结果就是原数据的反码形式（因为在内存中，最高位是物理地址的最高位）。

举个小栗子：

如果将一个 32位的整数 0x12345678 存放到一个整型变量（int）中，这个整型变量采用小端模式在内存中的存储由下表所示。

为简单起见，本文使用 OP0 表示一个 32位数据的最高字节 MSB（Most Significant Byte），使用 OP3 表示一个 32位数据最低字节 LSB（Least Significant Byte）。

地址偏移	小端模式
0x00	78(OP3)
0x01	56(OP2)
0x02	34(OP1)
0x03	12(OP0)

三、大端模式（Big-endian）

大端模式则恰恰相反，它把低字节存储在内存的高地址处，把高字节存储在内存的低地址处。在这种模式下，高地址处存储的是数值的低位，低地址处存储的是数值的高位。在一些古老的计算机体系中，大端模式被采用。

大端模式：

1. 同样以一个8字节的数据为例，从左到右依次为字节1、字节2、字节3、字节4、字节5、字节6、字节7和字节8。
2. 在大端模式中，字节8存储在最低的内存地址处，字节1存储在最高的内存地址处。
3. 读取数据时，从最高地址开始读取，依次读取每个字节，得到的结果就是原数据的原码形式。

举个小栗子：

如果将一个 32位的整数 0x12345678 存放到一个整型变量（int）中，这个整型变量采用大端模式在内存中的存储由下表所示。

为简单起见，本文使用 OP0 表示一个 32位数据的最高字节 MSB（Most Significant Byte），使用 OP3 表示一个 32位数据最低字节 LSB（Least Significant Byte）。

地址偏移	大端模式
0x00	12(OP0)
0x01	34(OP1)
0x02	56(OP2)
0x03	78(OP3)

四、选择小端模式的原因

尽管大端模式在一些早期的计算机体系中很常见，但在现代计算机系统中，小端模式更常见，因为它在不同的系统和架构中表现得更好。小端模式的优点在于它可以更好地处理跨平台的数据传输，因为无论系统架构如何变化，数据的字节顺序都是一致的。此外，由于现代计算机系统通常使用小端模式，因此大多数编程语言（如C/C++）都默认使用小端模式进行数据存储。

五、结论

总之，小端模式和大端模式是两种不同的数据存储方式，它们的选择取决于不同的系统架构和需求。在现代计算机系统中，小端模式更为常见，因为它在各种不同的系统和架构中表现得更好。了解这两种模式对于跨平台编程和数据传输至关重要。