如果两个人收到同一封信，一个人从左往右读，另一个人从右往左读，会发生什么？在计算机世界里，确实会发生类似的事情。因为不同的计算机把多字节数字存放到内存中的顺序并不相同，而指代这种顺序的词，正是“字节序（Endianness）”。
字节序，简单来说就是“由多个字节组成的值在存入内存或传输时，先放哪一端字节的顺序”。这个名字来自乔纳森·斯威夫特（Jonathan Swift）1726年的小说《格列佛游记》（Gulliver’s Travels）。小说中，利立浦特和不来夫斯古的人们为了煮鸡蛋该从大头（big end）还是小头（little end）敲开而不惜开战。1980年，计算机科学家丹尼·科恩（Danny Cohen）在文章《论圣战，并呼吁和平》（On Holy Wars and a Plea for Peace）中，把字节顺序之争比作这场鸡蛋战争，使“大端序”“小端序”这两个说法流传开来。
本文将依次介绍字节序产生的原因、大端序与小端序的区别、字节序不同的计算机相遇时出现的问题，以及如今处理字节序的方法。
鸡蛋该从哪头敲开：字节序
1. 字节序为什么会出现
计算机内存以字节（8位）为单位编排地址。然而一个整数通常要占用2字节、4字节、8字节等多个字节。因此，把一个值分到多个格子里存放时，就必须决定先放哪个字节。
(1) 以字节为单位的地址
内存的每个格子都有一个地址，如0、1、2……，每个格子只能放1字节。要存放一个4字节整数，就需要连续的四个格子。
(2) 高位与低位
在十六进制数0x12345678中，12是负责最高位的最高有效字节，78是负责最低位的最低有效字节。这四个字节从低地址开始按什么顺序摆放，就是字节序。
(3) 没有标准答案的选择
无论哪种顺序，只要在一台计算机内部始终如一地使用，计算结果都是一样的。因此早期的计算机公司各自选择了对自己设计有利的一种，这种差异一直延续到今天。
2. 大端序与小端序的区别
假设把0x12345678存放在从地址100开始的四个格子里。大端序从100号开始按12、34、56、78的顺序存放，小端序则反过来，按78、56、34、12的顺序存放。
- 大端序（Big-endian）：把最高有效字节放在最低地址的方式，与人们书写数字的顺序相同。
- 小端序（Little-endian）：把最低有效字节放在最低地址的方式，英特尔x86系列处理器采用这种方式。
- 双端序（Bi-endian）：同时支持两种方式的设计，ARM和PowerPC等属于此类。
- 最高有效字节（Most Significant Byte）：在一个值中负责最高位的字节，也常缩写为MSB。
(1) 大端序的优点
从前往后直接查看内存内容时，数字的顺序与书写顺序一致，便于人们检查。IBM大型机和摩托罗拉68000等处理器采用了这种方式。
(2) 小端序的优点
由于低位位于低地址，从同一地址按1字节、2字节或4字节读取时，值的低位部分都能对得上。对于从低位开始计算进位的加法来说也很自然。
(3) 与位序无关
字节序通常指字节的摆放顺序。由于处理器把一个字节当作一个整体来处理，一个字节内部的位序在程序中几乎不需要关心。
3. 字节序不同的计算机相遇时
在一台计算机内部，字节序几乎不会显现出来。问题出在通过文件或网络把数据交给字节序不同的计算机时。
(1) 被反着读的数字
小端序计算机用4字节存放整数1时，会变成01 00 00 00。如果大端序计算机原样读取这些字节，就会得到0x01000000，也就是16,777,216这个莫名其妙的值。
(2) NUXI问题
把以16位为单位采用小端序的PDP-11上的数据搬到采用另一种方式的机器上时，曾出现“UNIX”被读成“NUXI”的情况。这是每两个字节互换了位置造成的，这个名字后来成了字节顺序问题的别称。
(3) 难以发现的错误
同型号机器之间测试时一切正常，只有与不同型号连接时数值才会出错，因此往往要花很长时间才能找到原因。
4. 如今处理字节序的方法
既然无法消除字节序的差异，开发者便通过事先约定交换数据时的顺序来解决问题。
(1) 网络字节序
互联网协议（TCP/IP）把大端序定为标准顺序。因此在C语言等环境中，会用htonl（host to network long）、ntohl等函数在发送前和接收后转换顺序。
(2) 由格式规定的顺序
Java类文件规定使用大端序；字符编码UTF-16则在最前面加上字节顺序标记（BOM），FE FF表示大端序，FF FE表示小端序。
(3) 小端序占优
随着x86和大多数ARM设备以小端序运行，如今的个人电脑和智能手机实际上以小端序为主流。不过，网络和许多文件格式中仍保留着大端序，因此转换依然必不可少。
就像鸡蛋无论从哪头敲开味道都一样，字节序也不是哪一方对错的问题，而是彼此对齐约定的问题。在传递数据之前先把顺序定好，这个简单的想法，正是理解字节序的第一步。
