面試經典：用 union 巧妙判斷 CPU 位元序 (Endianness)

問題背景

不同 CPU 架構對多位元組資料的儲存順序不同：

• Little-endian (小端)：低位元組存低位址（x86, ARM 預設）。
• Big-endian (大端)：高位元組存低位址（網路序、PowerPC、SPARC）。

例：0x12345678 在記憶體 0x4000 起始位置：

Union 核心特性

union 所有成員共用同一塊記憶體，且皆從低位址開始存放。這意味著：

• 寫入 int a = 1（假設 32-bit，記憶體為 01 00 00 00 小端 / 00 00 00 01 大端）。
• 讀取 char b（佔 1 位元組，取低位址字節）。
• 小端：低位址存最低位元組 0x01 → b == 1。
• 大端：低位址存最高位元組 0x00 → b == 0。

標準實作

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

優點：無條件分支、無位運算、可移植、極簡高效。

進階：編譯期判斷 (C++11 / C11)

#include <stdint.h>
// C23 / C++20 標準巨集（部分編譯器已支援）
#if __BYTE_ORDER__ == __ORDER_LITTLE_ENDIAN__
    #define IS_LITTLE_ENDIAN 1
#else
    #define IS_LITTLE_ENDIAN 0
#endif

工程實踐建議

1. 網路程式：永遠使用 htonl/ntohl 等轉換函數，不要假設本機位元序。
2. 序列化/檔案格式：明確規定位元序（通常採用網路序大端），讀寫時手動轉換。
3. 跨平台庫：提供 is_little_endian() 執行期檢測，供內部序列化邏輯使用。

總結

union 利用「成員共享記憶體、偏移量為 0」的語言保證，將位元序檢測轉化為簡單的字節比較，是系統程式設計中「以最小代價獲取硬體資訊」的教科書級範例。