你真的知道数据在内存的存储顺序吗？

一：背景

话说昨天我居然奇迹般的去上C#课（老师是个美女，大家懂得....），感觉好久没去上她的课了，搞得自己都不好意思了，正好趁这个机会去看看她（不要多想哦，亲）。在课上，老师讲到个文件流的读写的例子，有一段代码引起了我的兴趣，以为是一个很简单的问题，但是运行的结果去让我很吃惊，我顿时有种冲动，想说一句：我靠，这啥玩意！哈哈 ，扯淡了，不多说了，下面我来还原下现场的情形：

首先是把 0 ~19 20个（Int32类型,4个字节）的数字以二进制的形式写到一个文本文件中，我这测试用例为 F: test.txt ；

demo:

static void Main(string[] args)
{
//写入数据
string filePath;
Console.WriteLine("请输入需要创建的二进制文件路径（包括文件名）");
filePath = Console.ReadLine();

FileStream fileStream = new FileStream(filePath, FileMode.Create);
BinaryWriter writer = new BinaryWriter(fileStream);

for (int index = 0; index < 20; index++)
{
writer.Write(index);
}

Console.WriteLine("写入完毕");
writer.Close();
fileStream.Close();
}

接着以每2个字节（即Int16类型）来读取刚刚写入到 F:test.txt 的二进制文本文件。

Demo:

//读入数据
Console.WriteLine("请输入文件名：");
string filePath = Console.ReadLine();

if (!File.Exists(filePath))
{
Console.WriteLine("文件不存在。");
}
else
{
FileStream fileStream = new FileStream(filePath, FileMode.Open, FileAccess.Read);
BinaryReader reader = new BinaryReader(fileStream);
try
{
while (true)
{
Console.WriteLine(reader.ReadInt16());
}
}
catch (EndOfStreamException)
{
Console.WriteLine("已经到文件尾部了");
}
finally
{
reader.Close();
fileStream.Close();
Console.ReadKey();
}
}

二：问题

上面的二段代码理解起来基本没有什么问题，按照我的常理：因为开始的时候是按每4个字节进行存储的，那么数据的存储顺序应该如下所示：

00000000 00000000 00000000 00000000     00000000 00000000 00000000 00000001   00000000 00000000 00000000 00000010 ......

如果按照每2个字节进行读取的话，那么结果应该是：

0 0 0 1 0 2 ......

但是结果呢？



是不是很吃惊呢？为啥会出现这种情况？这货是啥玩意？

三：解析

于是，我很困惑，非常的困惑，碰到问题，就要解决问题，这是作为软件工程师最基本的要求，在网上找了很久，看的眼睛都花了，最后去CSDN论坛里问了下，坛子了说这与字节序有关，具体什么没有详说，于是拿出我的秘密武器：google. 当看到了字节序的有关概念，了解到数据在内存的排列方式后，这个问题就有解了。于是乎就有了这篇博文，下面我来解解这个问题。

解：（先写个大的解字，哈哈）

在设计计算机系统的时候，有两种处理内存中数据的方法。一种叫为Little-Endian（小端），存放在内存中最低位的数值是来自数据的最右边部分（也就是数据的最低位部分）。与之相对于的是Big-Endian（大端），正好相反，存放在内存中最低位的数值是来自数据的最左边边部分（也就是数据的最高为部分），BIG-ENDIAN、LITTLE-ENDIAN、跟CPU有关的，每一种CPU不是BIG-ENDIAN就是LITTLE-ENDIAN、。IA架构(Intel、AMD)的CPU中是Little-Endian，而PowerPC
、SPARC和Motorola处理器是Big-Endian。这其实就是所谓的主机字节序。大部分的人使用的是IA架构的计算机,包括笔者我的本本。可能对于这样的解释有些人还是有些迷惑，下面就以Int32类型的 数字1 为列，分别以Little-Endian 和Big-Endian 来介绍其在内存中的存储顺序。

Little-Endian:将低序字节存储在起始地址

int32类型的数字1其二进制表示为：

-----数值高位-----   -----数值低位-----
00000000 00000000   00000000 00000001

则其按照Little-Endian 方式进行数据存储的话，则其在内存中的排列方式为：

地址低位                   地址高位
--------------------------------------->地址逐渐增大
00000000 000000001  00000000 00000000
-----数值低位------  ------数值高位----

即数值在内存中的存储顺序与其二进制表示有点不同，所有如果我按照每2个字节（即int16类型）进行读取的话，取到的数据应该是 1 0 ，正好与结果相吻合。至于之所以这样设计是为了方便计算机处理数据，提供效率。我的机器就是以Little-Endian方式对数据进行存储的。

Big-Endian: 将高序字节存储在起始地址

理解了Little-Endian 的排列方式，那么Big-Endian就不难理解了。下为int32类型的数字1在内存中以Big-Endian方式进行排列图：

地址低位                      地址高位
---------------------------------------->地址逐渐增大
00000000 00000000   00000000 00000001

----数值高位------   ------数值低位------

从中可以看出，按照Big-Endian方式进行数据存储的话，其在内存中的排列方式与其二进制格式表示是一致的。估计大部分比较容易接受这种方式。

以上仅为个人感想，如有谬误之处，还望指正。