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C语言的大端、小端和位域

哔哩哔哩     2023-05-21 08:08:50

位域的顺序在大端系统和小端系统上可以有一些微妙的差异。在不同的系统上,编译器可能会以不同的方式存储位域字段。下面我将给出两个例子来说明这个问题。

例子1:


(资料图片)

在一个小端系统上,这段代码的输出可能如下所示:

而在一个大端系统上,输出可能如下所示:

在这个例子中,我们使用位域定义了一个结构MyStruct,其中field1field2field3分别占据了8位、16位和8位。然后,我们在main函数中创建了一个MyStruct类型的对象example,并为它的字段赋予一些值。

接下来,我们将example的地址转换为指向无符号字符型的指针ptr,然后通过打印指针所指向的内存来查看字段的存储情况。

在小端系统上,由于最低有效字节存储在低地址处,字段的存储顺序是field1field2field3,与定义的顺序一致。

而在大端系统上,由于最高有效字节存储在低地址处,字段的存储顺序与定义的顺序相反,即field3field2field1

例子2:

在小端系统上,这段代码的输出可能如下所示:

而在大端系统上,输出可能如下所示:

在这个例子中,我们使用位域定义了一个结构MyStruct,其中field1占据了3位,field2占据了4位,field3占据了9位,并在中间插入了一个未命名的5位位域。

然后,我们在main函数中创建了一个MyStruct类型的对象example,并为它的字段赋予一些值。

接下来,我们将example的地址转换为指向无符号字符型的指针ptr,然后通过按位与和移位操作来提取字段的值,并进行打印。

在小端系统上,字段的存储顺序是按照定义的顺序进行的。

而在大端系统上,字段的存储顺序会受到编译器的优化和对齐方式的影响。在这个例子中,由于field2的大小正好占据了一个字节,编译器可能会将它存储在一个字节的边界上,导致field3的存储位置向后偏移一个字节。

总结起来,尽管位域的存储顺序可能在大端系统和小端系统上有所差异,但这种差异是由编译器的实现决定的,而不是由系统的字节顺序决定的。因此,在编写依赖位域存储顺序的代码时,最好进行适当的测试和验证,以确保在不同的编译器和系统上都能得到期望的结果。

对于一个字节的数据,在同一个字节内的多个不同位域的定义可能会受到大端系统和小端系统的影响。下面我将给出两个例子代码来说明这个问题。

例子1:

在小端系统上,这段代码的输出可能如下所示:

而在大端系统上,输出可能如下所示:

在这个例子中,我们使用位域定义了一个结构MyStruct,其中field1占据了4位,field2占据了3位,field3占据了1位。

然后,我们在main函数中创建了一个MyStruct类型的对象example,并为它的字段赋予一些值。

接下来,我们将example的地址转换为指向无符号字符型的指针ptr,然后通过按位与和移位操作来提取字段的值,并进行打印。

在小端系统上,字段的存储顺序是按照定义的顺序进行的。

而在大端系统上,由于最高有效位存储在低地址处,字段的存储顺序与定义的顺序相反,即field3field2field1

例子2:

在小端系统上,这段代码的输出可能如下所示:

而在大端系统上,输出可能如下所示:

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