一、大端存盤和小端存盤

1. 什么是大端存盤、小端存盤？

• 大端存盤(Big endian)：資料的低位（低位元組）存盤在記憶體中的高地址，資料的高位（高位元組）存盤在記憶體中的低地址，
  即：低位 —> 高地址；高位 —> 低地址
• 小端存盤(Little endian)：資料的低位（低位元組）存盤在記憶體中的低地址，資料的高位（高位元組）存盤在記憶體中的高地址，
  即：低位 —> 低地址；高位 —> 高地址

比如：int data = 0x01020304; 此時，變數data最高位是01，最低位是04，假設變數data存盤在計算機的首地址為1001H，

1. 在大端存盤模式下，變數data在計算機記憶體地址1001H到1004H中為0x01020304
   
2. 在小端存盤模式下，變數data在計算機記憶體地址1001H到1004H中為0x04030201，
   

2. 為什么會有大端存盤、小端存盤？

??在計算機系統中，規定：每個地址單元都會對應一個位元組，在C語言中，除了有一個位元組的char型別，也有多個位元組的資料型別，對于16位或者32位的處理器，由于暫存器的寬度大于一個位元組，那么就存在如何將一個多位元組變數的資料如何存放的問題——所以，就有了大小端之分，

3. 如何判斷是大端存盤還是小端存盤以及如何實作大小端轉換？

??大端模式還是小端模式主要取決于CPU處理架構，我們常用的x86架構是小端模式，很多的RAM開發板也是小端模式；而在網路編程中使用的網路位元組序指的就是大端模式，往往需要主機位元組序和網路位元組序的相互轉換（如：htons()、ntohs()、htonl()、ntohl()等），以下顯示了用代碼如何判斷大小端存盤以及大小端轉換，

//	Test1.c
#include <stdio.h>

//	常規方法判斷大小端
//	強制轉換char*型別，*pData 獲取首地址的存盤內容
void Test01(){
	int data = 1;
	char *pData = (char *)&data; 	
	if(*pData == 1){	//	首地址存盤內容是01，小端
		printf("Little endian\n");
	}else if(*pData == 0){	//	首地址存盤內容是00，大端
		printf("Big endian\n");
	}
}

//	利用聯合體判斷大小端，
//	聯合體中的所有資料成員共用同一塊記憶體（成員變數中最大的記憶體）
void Test02(){
	union Endian{
		int  data;
		char item;
	};
	union Endian check;
	check.data = 1;
	if(check.item == 1){
		printf("Little endian\n");
	}else if(check.item == 0){
		printf("Big endian\n");
	}
}

//	int 型別的大小端相互轉換
int Test03(int Val){
	int res = 0;
	res = ((Val& 0x000000ff) << 24) +	\
		((Val& 0x0000ff00) << 8) +	\
		((Val& 0x00ff0000) >> 8) +	\
        ((Val& 0xff000000) >> 24);
	return res;
}

int main(){
	Test01();
	Test02();
	printf("%d\n", Test03(1));	//	0x00000001 --> 0x01000000
	return 0;
}

二、位元組對齊

1. 什么是位元組對齊

??我們先來看一個結構體，這個結構體一共占用多少位元組？

struct Data{
	char ch;	//	1 Byte
	int	 val;	//	4 Byte
};
printf("sizeof:%d\n", sizeof(struct Data));	//	8

sizeof 列印出這個結構體占用了8個位元組，其中包含5位元組的資料和3位元組的填充，這種情況就是記憶體對齊，它在記憶體中的分布情況如下(ch還是只占用1個位元組，val占用4位元組)：

2. 為什么要位元組對齊

??計算機中的記憶體是以一個位元組為單位，但在讀取資料時是一段記憶體一段記憶體讀取，從而在保證位元組對齊時提升資料讀取效率，但也會消耗一部分的空間資源，如：對于上述的Data結構體，假設計算機讀取記憶體是4個位元組讀取，在位元組對齊時在訪問資料val時，只需要一次讀取4位元組；而在非位元組對齊時，需要一次讀取前4個位元組，獲取后3位元組，再一次讀取后4個位元組，獲取前1位元組，最后將3位元組的val資料和1位元組的val資料拼接而成，

3. 結構體位元組對齊規則

1. 結構體第一個資料成員存盤在偏移為0的位置，后續每個資料成員存盤在偏移為對齊數的整數倍，
2. 對齊數為該資料成員所占位元組數，也可以通過#pragma pack(n)設定編譯器對齊數，通過#pragam pack()關閉，
3. 結構體的大小必須是結構體對齊數的整數倍，
4. 結構體的對齊數為結構體內部成員中的最大對齊數，

4. 計算結構體的大小實體

//	Test2.c
#include <stdio.h>

// #pragma pack(n)
// 對齊數分別為 1, 4, 1;	結構體對齊數為 4;
struct A{
	char a;	//	0-3	 填充3Byte	規則2	
	int  b;	//	4-7	
	char c;	//	8-11 填充3Byte	規則3
};			
//	#pragma	pack()

// 對齊數分別為 1, 1, 4;	結構體對齊數為 4;
struct B{	
	char a;	//	0
	char c;	//	1-3	填充2Byte	規則2
	int  b;	//	4-7
};			

// 對齊數分別為 1, 4, 4;	結構體對齊數為 4;
struct C{
	char a;		//	0-3	填充3Byte	規則2
	struct A d;	//	4-15
	int	 b;		//	16-19
};

// 對齊數分別為 4, 8, 1; 結構體對齊數為 8;
struct D{
	int a;		//	0-7		填充4Byte	規則2
	double b[4];//	8-39
	char ch[5]; //	40-47	填充3Byte	規則3
};
int main(){
	printf("sizeof(A):%ld\n", sizeof(struct A));	//	12
	printf("sizeof(B):%ld\n", sizeof(struct B));	//	8
	printf("sizeof(C):%ld\n", sizeof(struct C));	//	20
	printf("sizeof(D):%ld\n", sizeof(struct D));	//	48
	return 0;
}

//	對于結構體A和B，資料成員型別均相同次序不同，結構體B更節省記憶體空間，
//	因此，定義結構體，將資料成員型別所占位元組數從小到大排列可以減少記憶體空間，

總結

1. 大端模式：低位 —> 高地址；高位 —> 低地址
2. 小端模式：低位 —> 高地址；高位 —> 低地址
3. 位元組對齊是計算機一種空間換時間的方法，在定義結構體時，將資料成員型別所占位元組數從小到大排列，可以減少結構體所占記憶體，