【上位机数据转换】数据结构原理及大小端

字节与二进制

1. 对于计算机来说，操作的最小单位是"比特位"。
2. 对于开发者来说，操作的最小单位是"字节"。

数据类型范围

类型	存储空间(单位：bit)	数据范围
位/Bool	1	True 或 False
字节/Byte	8	0 到 255
字节/SByte	8	-128 到 127
短整型/UShort	16	0 到 65,535
短整型/Short	16	-32,768 到 32,767
整型/UInt	32	0 到 4,294,967,295
整型/Int	32	-2,147,483,648 到 2,147,483,647
长整型/ULong	64	0 到 18,446,744,073,709,551,615
长整型/Long	64	-9,223,372,036,854,775,808 到 9,223,372,036,854,775,807
单精度/Float	32	±1.5×10⁻⁴⁵ 到 ±3.4×10³⁸
双精度/Double	64	±5.0×10⁻³²⁴ 到 ±1.7×10³⁰⁸
字符串/String	-	无限

大小端字节序

什么是大小端

:::info
以32位处理器为例，存储数字0x11223344

:::

1. 大端字节顺序是指高位字节存储在低位地址，低位字节存储在高位地址。

地址变化趋势	地址	数据
低位 ⬇ 高位	0x00000000	0x11
	0x00000001	0x22
	0x00000002	0x33
	0x00000003	0x44

2. 小端字节顺序是指高位字节存储在高位地址，低位字节存储在高位地址。

地址变化趋势	地址	数据
低位 ⬇ 高位	0x00000000	0x44
	0x00000001	0x33
	0x00000002	0x22
	0x00000003	0x11

数据转换为什么需要大小端

1. "服务器"按照它们的大小端方式把数据转换成字节数组发送给我们。
2. 我们必须要按照"服务器"的大小端字节顺序解析数据才能得到正确的数据。
3. 大小端的本质就是一个字节的顺序。

如何使用C#代码来举例说明

void test1()
{
    float data = 123.4f;

    // 按照本地大小端方式转换成字节数组
    byte[] value = BitConverter.GetBytes(data);
    Console.WriteLine("本机字节序数据：" + data.ToString());
    Console.WriteLine("本机字节序：" + StringLib.GetHexStringFromByteArray(value));

    // 逆转字节序
    byte[] value2 = new byte[value.Length];

    value2[0] = value[3];
    value2[1] = value[2];
    value2[2] = value[1];
    value2[3] = value[0];

    float result = BitConverter.ToSingle(value2, 0);
    Console.WriteLine("逆转字节序数据：" + result);
    Console.WriteLine("逆转字节序：" + StringLib.GetHexStringFromByteArray(value2));
}

// 运行输出
本机字节序数据：123.4
本机字节序：CD CC F6 42
逆转字节序数据：-4.298364E+08
逆转字节序：42 F6 CC CD

大小端几种形式

1. ABCD
2. BADC
3. CDAB
4. DCBA

怎么理解大小端

1. 大小端只是一种字节序，对于一个已知的"服务器"来说，是一个固定值。
2. 只需要使用浮点数或者整数，做一个测试即可快速确认。