Question

当我第一次学习字节序时，我对它是如何工作感到非常困惑。我最后通过以下比喻向自己解释：

在大端机器上，int[4]将按如下方式排列：

|       int[4]      |
|int1|int2|int3|int4|

在小端机器上，它会像

那样布局

|       int[4]      |
|1tni|2tni|3tni|4tni|

这样，数组的布局在内存中是一致的，而值本身的排列方式也不同。

现在回答真正的问题：我正在.NET库中编写更多优化版本的BinaryReader和BinaryWriter。我遇到的一个问题是Write(decimal)的实施。十进制包含4个int字段：flags, hi, lo,和mid, in that order.所以基本上在典型的小端机器上，它在内存中看起来像这样：

|    lamiced    |
|sgalf|ih|ol|dim|

我的问题是，CLR如何在大端机器上安排结构？它会安排它，以便保存小数的基本布局，如此

|    decimal    |
|flags|hi|lo|mid|

或者它会完全颠倒十进制的二进制排列，如

|    decimal    |
|mid|lo|hi|flags|

不要在附近有一台大端机器，否则我会自己测试一下。

编辑：TL; DR在big-endian计算机上执行以下代码打印-1或0？

struct Pair
{
    public int a;
    public int b;
}

unsafe static void Main()
{
    var p = default(Pair);
    p.a = -1;
    Console.WriteLine(*(int*)&p);
}

Answer 1

您的实际问题是什么并不完全清楚。

关于数据结构中字段布局与字节序之间的关系，没有。字节顺序不影响数据结构中字段的布局方式，只影响字段字段中的字节顺序。

即。回答这个问题：

以下代码是否在big-endian机器上打印-1或0？

...输出为-1。

但是您似乎也在询问有关字节序对Decimal类型的内存中表示的影响。这是一个有点不同的问题。

关于Decimal内存中表示的字节顺序，我不知道.NET提供Decimal类型的一致实现的任何要求。正如评论者Hans Passant指出的那样，有多种方法可以查看当前的实施情况;或者作为您引用的CLR代码，或者作为例如在例如中引用的更详细的声明。 wtypes.h或OleDb.h（出现DECIMAL类型的另一个地方，其格式与其他地方相同）。但实际上，就.NET而言，您并未承诺任何有关该类型的内存布局的内容。

我希望，为了简化实现，代表3个32位尾数组件的字段可能会受到字节序的影响，单独。（符号和比例表示为单个字节，因此字节顺序不会影响这些字节）。也就是说，虽然各个32位字段的顺序保持不变 - 高，低，中 - 每个字段中的字节将根据当前平台的字节顺序来表示。

但是如果微软出于某种奇怪的原因决定他们希望.NET实现偏离本机实现（似乎不太可能，但让我们为了争论而假设它）并且总是使用很少 - 即使在大端平台上，也可以在他们的权利范围内进行领域的终结。

就此而言，如果他们愿意，他们甚至可以重新排列这些字段：他们当前的顺序在我看来是对事实上x86标准的小端的让步，这样在little-endian架构上的低组合中间的32位值可以被视为单个64位值而无需交换单词，因此如果他们决定偏离wtypes.h声明，他们可能会决定将尾数设为单个96位，小 - endian或big-endian值。

同样，我并不是说这些行为无论如何都不可能。只是它们在理论上是可能的，并且只是简单明了的例子（所有可能示例的一个子集），为什么编写托管代码假定这样的私有实现细节可能不是一个好主意。

即使您可以访问可以运行.NET库（*）的大端机器，因此可以测试实际行为，今天的当前行为并不能为您提供未来行为的任何保证

（*）（我甚至不知道任何......纯粹的大端CPU现在相当罕见，而且我无法想到一个支持我的头顶的单个CPU由Microsoft作为实际的.NET平台。）

所以......

我怀疑编写BinaryReader和BinaryWriter的实现是否切实可行，这些实现明显比.NET中的优化更优化。使用这些类型的主要原因是处理I / O，这必然意味着与外部系统交互，这些外部系统比处理字节表示的实际转换（甚至支持GC操作）的CPU慢几个数量级。那些转换）。即使现有的Microsoft代码在某种程度上在假设上效率低下，但在实践中我怀疑它是否重要。

但是如果您必须自己实现这些，那么在我看来，处理Decimal类型的唯一安全方法是使用Decimal.GetBits()方法和Decimal.Decimal(int[])构造函数。这些使用明确记录的，与endian无关的机制来转换Decimal类型。它们基于int，其内存表示当然会根据字节顺序而有所不同，但您的代码永远不必担心，因为它只需要处理整个int值，而不是它们的字节表示。

结构字段布局是否与C＃中的字节顺序一致？

1 个答案: