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標 題C++ Primer 答客問 (39) - little endian, big endian
發信站清華資訊(楓橋驛站) (Sat Mar 25 22:40:32 2000)
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C++ Primer 答客問 (39) - little endian, big endian
侯捷
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2000.03.25 第一次發表於
清大.楓橋驛站（140.114.87.5）.電腦書訊版（Computer/CompBook）
本文將於日後整理於 侯捷網站/侯捷譯作/C++ Primer 中文版/答客問
侯捷網站：www.jjhou.com
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kylin 與我分享了一個看似奇怪的問題，是他的同事所寫的一段碼，
沒有註解，其結果令人丈二金剛摸不著頭腦。
大意是這樣：同事 A 所寫的一段程式碼中，將一份 DWORD 資料輸出
到 port 去，然後在讀入時以「chars 陣列」處理之。程式中運用了
DWORD 和 char[] 之間的型別轉換動作。奇怪的是同事 A 將 char 陣列
內容兩兩對換處理（這是奇怪之處）。舉例示範如下：
// vc6[o] bcb4[o] g++[o]
#include <iostream>
using namespace std;
typedef unsigned long DWORD;
int main()
{
char szByteData[32] = "abcdefgh"; // 0x61,62,63,64,65,66,67,68
DWORD dwDwordData[5];
dwDwordData[0] = 0x41424344; // 'A','B','C','D'
dwDwordData[1] = 0x45464748; // 'E','F','G','H'
char* pPtrToByteData = (char*)dwDwordData;
DWORD* dwPtrToDwordData = (DWORD*)szByteData;
for (int i = 0; i < 8; i++)
cout << pPtrToByteData[i]; // DCBA HGFE （顛倒了，所以同事 A
// 才需做兩兩對換處理。此處未示範）
cout << endl;
cout << hex << "dwPtrToDwordData[0] = "
<< dwPtrToDwordData[0] << endl; // 64636261 （顛倒了）
cout << hex << "dwPtrToDwordData[1] = "
<< dwPtrToDwordData[1] << endl; // 68676665 （顛倒了）
}
初看實在令人訝異。後來我們才想到是 big endian 和
little endian 之故。
是的，這個程式在 Windows 9x 環境下跑，而 Windows 9x 的硬體平台
是 Intel x86，而 Intel x86 採用 little endian 的位元組排列模式，
也就是 "least significant byte appears first in the number".
所以當 DWORD 放到 Intel x86 系統的記憶體中，會 word 和 word
顛倒放置、byte 和 byte 顛倒放置。如果要以 bytes（chars）將它
一一讀入，必須自行顛倒各 bytes 的次序。
把這個程式拿到 FreeBSD on i386 上執行，結果與上相同。
但是如果把這個程式拿到 Solaris on Sparc 上執行，結果如下：
for (int i = 0; i < 8; i++)
cout << pPtrToByteData[i]; // ABCD EFGH（次序沒變）
cout << endl;
cout << hex << "dwPtrToDwordData[0] = "
<< dwPtrToDwordData[0] << endl; // 61626364（次序沒變）
cout << hex << "dwPtrToDwordData[1] = "
<< dwPtrToDwordData[1] << endl; // 65666768（次序沒變）
因為 Sun Sparc 機器採用 big endian 的位元組排列模式，意即
"most significant byte is placed first"。
這給我們一個教訓：
(1) 詭異的動作，卻不寫註解，害人害己。
(2) 移植性不高的程式碼，宜儘量避免 — 至少應有詳細說明。
順帶一提，很多人都不知道 big/little endian 的典故。
Microsoft Press Computer Dictionary 3/e p.49 說：
"The term big endian is derived from Jonathan Swift's
Gulliver's Travels, in which the Big-Endians were a group
of people who opposed the emperor's decree that eggs
should be broken at the small end before they were eaten."
一笑！
-- the end
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