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《大端存储与小端存储：文件存储中的差异及示例》
在计算机系统中，数据的存储方式有大端存储（Big - Endian）和小端存储（Little - Endian）之分，这两种存储方式在处理多字节数据时顺序不同，这种差异在文件存储方面也有着重要的体现。
大端存储与小端存储的基本概念
（一）大端存储
大端存储是指将数据的高位字节存于低地址，低位字节存于高地址的存储方式，对于一个32位整数0x12345678，按照大端存储方式，在内存中的存储顺序（从低地址到高地址）为0x12 0x34 0x56 0x78，这种存储方式类似于我们按照从左到右（高位到低位）的顺序书写数字，符合人类的思维习惯。
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（二）小端存储
小端存储则是将数据的低位字节存于低地址，高位字节存于高地址，对于同样的32位整数0x12345678，小端存储在内存中的顺序为0x78 0x56 0x34 0x12。
大端存储和小端存储在文件中的差异示例
（一）整数存储示例
1、创建测试数据
- 假设我们有一个简单的结构体，其中包含一个32位整数。
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct {
int num;
} Data;
```
- 我们初始化这个结构体中的整数为0x12345678。
```c
int main() {
Data data;
data.num = 0x12345678;
```
2、大端存储下的文件写入和读取
写入文件
- 在大端存储系统中，如果我们将这个结构体写入文件，每个字节会按照大端顺序写入。
- 以下是一个简单的使用C语言将数据写入文件的示例（假设文件操作没有错误处理简化代码）。
```c
FILE *fp = fopen("big_endian_file.bin", "wb");
fwrite(&data, sizeof(Data), 1, fp);
fclose(fp);
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```
读取文件
- 当我们从这个文件中读取数据时，在大端系统中，数据会被正确地解析为0x12345678。
```c
Data read_data;
FILE *fp_read = fopen("big_endian_file.bin", "rb");
fread(&read_data, sizeof(Data), 1, fp_read);
fclose(fp_read);
printf("Read data in big - endian system: 0x%x\n", read_data.num);
```
3、小端存储下的文件写入和读取
写入文件
- 在小端存储系统中，写入文件时字节顺序是小端顺序。
```c
FILE *fp_small = fopen("little_endian_file.bin", "wb");
fwrite(&data, sizeof(Data), 1, fp_small);
fclose(fp_small);
```
读取文件
- 如果我们在小端系统中读取这个文件，数据也会被正确解析为0x12345678，如果我们在一个与写入时端序不同的系统中读取这个文件，就会出现问题。
- 在大端系统中读取小端存储的文件。
```c
Data read_small_data;
FILE *fp_read_small = fopen("little_endian_file.bin", "rb");
fread(&read_small_data, sizeof(Data), 1, fp_read_small);
fclose(fp_read_small);
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printf("Read data from little - endian file in big - endian system: 0x%x\n", read_small_data.num);
```
- 读取到的结果将是错误的，因为大端系统会按照大端顺序解析小端存储的数据。
（二）网络数据传输与文件存储
1、网络字节序（大端序）
- 在网络通信中，通常采用大端序（也称为网络字节序），当我们要发送一个IP地址或者端口号等多字节数据时。
- 假设我们要发送一个16位的端口号0x1234，在发送端，如果是小端系统，需要先将数据转换为大端序再发送。
```c
#include <arpa/inet.h>
uint16_t port = 0x1234;
uint16_t network_port = htons(port);
```
- 这里htons函数就是将主机字节序（可能是小端序）转换为网络字节序（大端序）。
2、文件存储网络数据相关
- 如果我们将这个经过网络字节序转换的数据存储到文件中，在不同端序的系统读取文件时就需要考虑字节序的转换。
- 在小端系统中读取存储了网络字节序数据的文件时，需要将数据从大端序转换为小端序才能正确使用。
```c
FILE *fp_network = fopen("network_data_file.bin", "rb");
uint16_t read_network_port;
fread(&read_network_port, sizeof(uint16_t), 1, fp_network);
fclose(fp_network);
uint16_t host_port = ntohs(read_network_port);
```
大端存储和小端存储在文件存储方面有着明显的差异，特别是在跨系统（不同端序系统）处理文件数据时，需要特别注意字节序的转换，以确保数据的正确读写和使用。
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