Little-Endian 有符号整数答案

【问题标题】：Little-Endian Signed IntegerLittle-Endian 有符号整数
【发布时间】：2010-10-08 20:57:50
【问题描述】：

我知道 WAV 文件格式对 16 位样本使用有符号整数。它还以小端顺序存储它们，这意味着最低 8 位在前，然后是下一个，依此类推。是第一个字节上的特殊符号位，还是最高有效位（最高值）上的特殊符号位?

含义：
WAV格式的符号位是哪一位？

++---+---+---+---+---+---+---+---++---+---+---+---+---+---+---+---++
|| a | b | c | d | e | f | g | h || i | j | k | l | m | n | o | p ||
++---+---+---+---+---+---+---+---++---+---+---+---+---+---+---+---++
--------------------------- here -> ^ ------------- or here? -> ^

i 还是 p？

【问题讨论】：

至于您的图片，这取决于您如何绘制字节内的位。 :P 如果你把它们画成大端（先高位），那么它将是“i”。如果你接受这一切的小端，那么“p”。无论哪种方式，它都是最后一个字节的高位。

标签： endianness signed

【解决方案1】：

有符号整数，小端：

字节 1(lsb) 字节 2(msb) --------------------------------- 7|6|5|4|3|2|1|0 | 7|6|5|4|3|2|1|0| ---------------------------------- ^ | 符号位

您只需要在向某些外部媒体读取/写入短整数时关注这一点。在您的程序中，符号位是 short 中最重要的位，无论您是在大端还是小端平台上。

【讨论】：

【解决方案2】：

符号位是任何二进制补码机器（如 x86）上的最高有效位，因此将在 little-endian 格式的最后一个字节中

只是因为我不想成为不包括 ASCII 艺术的人... :)

+---------------------------------------+---------------------------------------+
|              first byte               |              second byte              |
+----+----+----+----+----+----+----+----+----+----+----+----+----+----+----+----+
|  0 |  1 |  2 |  3 |  4 |  5 |  6 |  7 |  8 |  9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
+----+----+----+----+----+----+----+----+----+----+----+----+----+----+----+----+
   ^--- lsb                                               msb / sign bit -----^

位基本上是从大多数人的想法“倒退”表示的，这就是高字节在最后的原因。但这一切都是一致的； “位 15”在“位 0”之后，就像地址应该工作一样，并且仍然是字的最高有效字节的最高有效位。您不必进行任何操作，因为除了最低级别之外，硬件完全按照字节进行通信——因此，当您读取一个字节时，它看起来与您期望的完全一样。只需查看单词的最重要位（或最后一个字节，如果您一次读取一个字节），就会看到您的符号位。

但请注意，二进制补码并不完全将特定位指定为“符号位”。这只是数字表示方式的一个非常方便的副作用。对于 16 位数字，-x 等于 65536-x 而不是 32768+x（如果高位是严格的符号，情况就是这样）。

【讨论】：

如果您正在读取实际字节而不是 ASCII 表示，那么是的 - 低 8 位（因此，LSB）将始终是第一个字节，并且上面的 8 个（包括 MSB）将总是是最后一个——这就是“小端”的意思。但是字节中的位被存储，但是硬件想要存储它们。除非您正在构建硬盘驱动器，否则您不必知道或关心它是如何工作的。
我说的是它是如何以 WAV 文件格式存储的，而不是在硬件中。我读到样本存储为 little endian 有符号的 16 位整数。
他们是。这恰好与 x86 处理器处理 16 位值的方式非常接近，这就是它们以这种方式存储的原因。（Windows 是为与 x86 兼容的 CPU 设计的。）无论哪种方式，符号位都是值的最后一个字节的最高有效位，如上所述。如果byte2 & 0x80 不为零，则您的数字为负数。
不要太在意这些位是从“左到右”还是“从右到左”或其他。字节就是字节，无论它们如何绘制，它们都将具有相同的值。只有硬件需要知道字节中位的顺序。您必须记住的重要一点是，最不重要的 byte 在最前面，最重要的 byte 在最后。整个值的最高有效位将始终是最高有效字节的最高有效位。
@ceztko：取决于视角。这将是表示的最高有效字节的最高有效位，这正是大端和小端之间的差异蔓延并使事情复杂化的地方。如果您不想将表示解码为对您的系统有用的值（即：根据需要交换字节），您需要了解表示的字节序以了解最重要的字节在哪里。