Union 巧判大小端：經典面試題的極簡實現與原理深度剖析

判斷處理器大小端模式是嵌入式、系統程式設計的必考經典。利用 union 同一記憶體空間特性，可用零分支、零函數調用、極少指令完成檢測：

int checkCPU(void) {
    union {
        int a;
        char b;
    } c;
    c.a = 1;
    return (c.b == 1);  // 1 = Little-endian, 0 = Big-endian
}

核心原理：Union 成員共享起始位址

union 所有成員從相同低位址開始存放，佔用空間為最大成員大小。將 int a = 1（0x00000001）寫入後：

為何這比位元運算/移位更優？

• 零運算指令：無需位移、遮罩、邏輯判斷，僅需 MOV + CMP。
• 無分支預測失敗：返回值直接源自旗標暫存器，極適合管線化 CPU。
• 語言層面保證：C 標準規定 union 成員共享位址，可移植性極強（除極少數異構架構）。

擴展：檢測 16/64 位元與浮點數大小端

// 16-bit
union { short s; char c; } u16; u16.s = 0x0001;  bool le16 = u16.c == 1;

// 64-bit
union { long long ll; char c; } u64; u64.ll = 0x0000000000000001LL; bool le64 = u64.c == 1;

// 雙精度浮點 (IEEE 754)
union { double d; char c[8]; } uf; uf.d = 1.0;  // 檢查 c[0]..c[7] 佈局

工程落地建議

1. 編譯期常數化：配合 constexpr (C++11) 或宏，在編譯期確定大小端，消除運行開銷。
2. 封裝為工具函數：

   #define IS_LITTLE_ENDIAN() ({ union { int i; char c; } u = {1}; u.c; })

3. 網路序轉換：檢測後統一使用 htons/ntohs 等標準函數，勿手寫位移邏輯。

總結

Union 大小端檢測是硬體特性映射到語言特性的教科書級範例：以最小代價獲取關鍵架構資訊。面試時能寫出此解法並闡述記憶體佈局、union 語義、指令級優勢，即可展現扎實的系統底層功力。