要不, 我們從右往左書寫數組?

walterrwu 發布于2019-08-20 18:34 / 1399人閱讀

摘要：這個就有意思了我們發現我們如果換一種書寫方式可以更直觀理解數組在內存中模樣事件起因前些天閱讀一本相關書籍的時候看到這么一段話顯而易見上述寥寥代碼的主要內容是在闡述僅僅作為視圖讀寫內存的道理和公用了同一段內存而我今天想說這里有一個很有意思的事

這個就有意思了, 我們發現, 我們如果換一種書寫方式, 可以更直觀理解數組在內存中模樣.

事件起因

前些天閱讀一本js 相關書籍的時候, 看到這么一段話.

var buffer = new ArrayBuffer(12);

var x1 = new Int32Array(buffer);
x1[0] = 1;

var x2 = new UInt8Array(buffer);
x2[0] = 2;

x1[0] // 2

顯而易見, 上述寥寥代碼的主要內容是在闡述 TypedArray僅僅作為 ArrayBuffer 視圖讀寫內存的道理. x1和x2公用了同一段內存._

而我今天想說這里有一個很有意思的事情.

字節序

大家公認的概念, 也是計算機基礎理論知識的一部分.

內存中使用8個二進制位(bit)表示一個字節(Byte).

UInt8 是使用一個字節表示的無符號整數

UInt32 則是使用了4個字節表示的無符號整數

我們使用無符號整數這樣簡單的數據結構, 來看看剛剛的賦值過程做了什么.

x1[0] = 1

我們知道, x1是一個 Int32視圖, 所以第一個元素的長度是四個字節. 也就是說, 該部分的值是 0x000001.

高位			低位
00	00	00	01

x2[0] = 2

我們知道, x2是一個 Int8視圖, 所有第一個元素的長度是一個字節, 也就是說, 該部分的值是 0x02.

瞧, 現在 x1[0] 應該變成什么樣?

是 0x00000002 ?

高位			低位
00	00	00	02

還是 0x02000001 ?

高位			低位
02	00	00	01

這個問題的本質, 即 __內存中, Int32數據類型內部的四個字節, 是低位在前, 還是高位在前?__.

如果是高位在前, 則x2[0]指向的是 x1[0]最高位的字節. 反之, 則是指向的最低位.

關于字節序, 在計算機的世界里有這樣一種定義和區分. 大端序/小端序.

詳細設定我們參考 (wiki)[https://zh.wikipedia.org/wiki... 就好.

我們絕大多數時候再現代計算機上使用的字節, 都是小端序.

而網絡傳輸中使用的是大端序, 如 IP 報頭

瞧, 書寫一個數組試試.

假設我們有一個 UInt16Array(3)

var x3 = new UInt16Array([11, 22, 33]);

我們在草稿紙上會這么寫

x3[0]	x3[1]	x3[2]
11	22	33

也就是說我們習慣性把第一元素寫在左邊. 換成十六進制的寫法就是

0x000B	0x0016	0x0021

如果現在沒看出來為什么我想說從左到右書寫數組會造成有趣的誤解, 那我再試著用二進制方式把這個數組寫出來 :)

00000000 00001011	00000000 00010000	00000000 00100001

注意,最左邊一個格子是 x3[0] 哦! 這時候, 我們試著使用x2這樣的 UInt8Array 視圖來解讀這個數組.

正確的解讀應該是

00001011	00000000	00010000	00000000	00100001	00000000
0x0B	0x00	0x16	0x00	0x21	0x00
11	0	22	0	33	0

而不是

00000000	00001011	00000000	00010000	00000000	00100001
0x00	0x0B	0x00	0x16	0x00	0x21
0	11	0	22	0	33

因為, 小端字節序的設計中, __低位在前__.

所以, 如果我們一開始就在腦海中將所構思的數組從右往左書寫

x3[2]	x3[1]	x3[0]
33	22	11
0x0021	0x0016	0x000B
00000000 00100001	00000000 00010000	00000000 00001011

改變數據類型去解讀的結果則是

x2[5]	x2[4]	x2[3]	x2[2]	x2[1]	x2[0]
00000000	00100001	00000000	00010000	00000000	00001011
0x00	0x21	0x00	0x16	0x00	0x0B
0	33	0	22	0	11

看! 完全不會有交換字節帶來的誤解!

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