endianness可以指字节中的位序吗？

Question

我正在读Chris Adamson的《学习核心音频：Mac和iOS音频编程实践指南》，作者曾将big endian描述为：

字节或字的高位在数字上比低位更重要。

然而，到目前为止，我认为大小端的问题只适用于字节顺序，而不适用于位顺序。无论我们讨论的是小端系统还是大端系统，一个字节都有相同的位顺序（从左到右）。我错了吗？作者错了吗？还是我误解了他的意思？

Answer 1

这不是对所述问题的回答——其他人已经很好地回答了这个问题——而是解释一些术语的脚注，希望澄清相关概念。特别是，这完全不是c所特有的。

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Endianness和字节顺序

当大于字节的值被存储或序列化为多个字节时，组件字节存储顺序的选择称为字节顺序或endianness或endianness。

历史上，有三个字节顺序在使用：“big-endian”、“little-endian”和“PDP-endian”或“middle-endian”。

Big-endian和little-endian字节顺序名称源自它们对字节的排序方式：Big-endian将最高有效字节（对逻辑值影响最大的字节）放在第一位，连续字节按重要性降序排列；little endian将最低有效字节放在第一位，连续字节按重要性递增的顺序排列。

请注意，整数类型和浮点类型的字节顺序可能不同；它们甚至可以在单独的硬件单元中实现。不过，在大多数硬件上，它们确实具有相同的字节顺序。

位序

位序与endianness的概念非常相似，只是它涉及单个位而不是字节。这两个概念是相关的，但并不相同。

位顺序仅在位被序列化时才有意义，例如通过串行或SPI或I²C总线；一个接一个

当比特被称为并行使用的更大组中的一个单元时，就像在一个字节或一个字中一样，没有顺序：只有标记和意义。（这是因为它们是作为一个群体并行访问和操纵的，而不是一个接一个地连续访问和操纵的，所以没有特定的顺序。它们作为一个群体的解释对每个人都有不同的意义，为了便于参考，我们人类可以给它们贴上标签或编号。）

比特意义

当一组位被视为二进制值时，有一个最低有效位和一个最高有效位。这些名称来源于这样一个事实，即如果您更改最低有效位，则位组的值更改可能的最小量；如果您更改最高有效位，则位组的值更改可能的最大量（由单位变化）。

假设有一组五位，比如a、b、c、d和e，它们构成一个五位无符号整数值。如果a是最显著的，e是最不显著的，其他三个按显著性递减的顺序排列，则无符号整数值为

换句话说，位的重要性是从一组位的数学（或逻辑）解释中推导出来的，它完全独立于在某些总线上对位进行序列化的顺序，也独立于任何人类指定的标签或数字。

这适用于逻辑上构造数值的所有位组，即使是浮点数

位标签或位编号

例如，为了便于在文档中引用，标记单个位通常很有用。这基本上是武断的；事实上，我在上面的例子中使用了字母a到f。通常情况下，数字比字母更容易——用单个字母标记超过27位并不是那么容易。

有两种方法可以用数字标记位。

目前最常见的方法是根据位的重要性来标记位，位0表示最低有效位。这很有用，因为位i随后具有逻辑值2ⁱ。

在某些体系结构的文档中，如IBM的POWER文档中，最重要的位标记为0，按重要性的降序排列。在这种情况下，位的逻辑值取决于该单元中的位数。如果一个单元有N位，那么位i的逻辑值为2^N-i-1。

虽然这种排序可能感觉很奇怪，但这些架构都是大端的，对人类来说，记住/假设这些系统中最重要的第一个可能是有用的。

但是，请记住，这是一个完全任意的决定，在这两种情况下，文档都可以使用其他位标记方案编写，而不会对系统的实际性能产生任何影响。这就像选择是从左到右，还是从右到左（或自上而下），只要你知道并理解惯例，内容就不会受到影响

虽然字节顺序和位标记之间存在一定的相关性，但上述四个概念都是独立的。

字节顺序和位标记之间存在相关性——从某种意义上说，许多大端硬件的留档使用位标记，其中最有效的位是位零——但这只是因为人类做出的选择。

在c中，C编译器在结构中打包位字段的顺序因编译器和体系结构而异。它根本不是C标准规定的。正因为如此，将二进制文件读入带比特域的结构类型通常是个坏主意。（即使它在某些特定的机器和编译器上工作，也不能保证它在其他机器和编译器上工作；通常情况下，它不会。所以，它肯定会使代码不那么可移植。）取而代之的是，读入缓冲区和无符号字符数组，并使用辅助访问器函数使用位移位从数组中提取位字段（

Answer 2

“位顺序”的唯一含义是位分配给位字段的顺序。例如，在：

union {
    struct {
        unsigned char a:4;
        unsigned char b:4;
    } bf;
    unsigned char c;
};

根据具体实现，bf的表示形式。a可以占用c的高位四位，或者c的低位四位。位字段成员的顺序是否与字节顺序匹配由实现定义。

Answer 3

由于通常无法单独寻址一个字节内的位，因此通常没有“位endpoint”的概念。