为什么这种检测机器存储方式的方式是不正确的？（使用C语言）答案

【问题标题】：Why this way to detect machine storage methods is incorrect? (Using C language)为什么这种检测机器存储方式的方式是不正确的？（使用C语言）
【发布时间】：2018-03-25 15:28:58
【问题描述】：

我在做作业时错过了一个问题。

计算机内存中存储数据的地方有big-endian存储和small-endian存储两种方式，为了检测一种机器存储方式，有同学写了如下程序：

union NUM {
    int a;
    char b;
} num;

int main(){
    num.b = 0xff;
    if (num.a! = 0xff)
        printf ("bigend");
    else 
        printf ("smallend");
    return 0;
}

但是他发现在x86机器上运行的程序，打印出来的其实是'bigend'，这显然是错误的。你知道问题出在哪里吗？这个程序应该如何修改？

我问过我的老师，题目是对的。我在一些网站上找到了一些信息，但这让我更加困惑。为什么这个问题不正确？问题究竟出在哪里？

【问题讨论】：

stackoverflow.com/questions/8978935/detecting-endianness
您应该尝试在 x86 计算机上使用显示“bigend”的调试器进行调试。
如果将0xff替换为0x1，试试看是否有效。
如果 num 是静态/全局变量，它应该可以工作。否则它可能会失败，因为并非a 的所有字节都已初始化。 0xFF 是有问题的，因为它取决于 char 的签名，尽管在这种特殊情况下它可能不是问题。
... 或者只是 printf num.a 并查看它的实际内容。

标签： c cpu-architecture

【解决方案1】：

假设int（因此作为一个整体的联合）是 4 个字节，写入num.b 只会写入这 4 个字节中的一个，其余部分未初始化。随后读取num.a 读取那些未初始化的字节，调用undefined behavior。

union 中的字节必须设置为全 0，以便明确定义内容。

#include <stdio.h>
#include <string.h>

union NUM {
    int a;
    char b;
} num;

int main(){
    // set all bytes of num to 0 first
    memset(&num, 0, sizeof(num));
    num.b = 0xff;
    if (num.a! = 0xff)
        printf ("bigend");
    else 
        printf ("smallend");
    return 0;
}

【讨论】：

memset() 可能使其适用于您当前的编译器版本，但读取 num.a 仍然未定义，因为这仍然违反严格的别名规则。

【解决方案2】：

类型双关是 C 中未定义的行为。当您阅读 num.a 时，您违反了严格的别名规则，因此允许编译器生成可能返回任何内容的代码。它的作用。

为避免这种情况，您需要使用memcpy():

int a = 0x00010203;
char bytes[sizeof(a)];
memcpy(bytes, &a, sizeof(a));
if(bytes[0] == 03) {
    printf("small endian\n");
} else ...

【讨论】：