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【C进阶】数据在内存的存储(字节序、原码反码补码)

C/C++/C# 更新时间: 发布时间: IT归档 最新发布 模块sitemap 名妆网 法律咨询 聚返吧 英语巴士网 伯小乐 网商动力

【C进阶】数据在内存的存储(字节序、原码反码补码)

目录

前言

 1. 整形在内存中的存储

1.1原码反码补码

1.2大小端字节序

1.2.1大小端介绍

2.例题

总结


前言

        我们已经了解了数据的基本类型,以及他们所占空间的大小。而现在我们要从内存的角度出发,来更加深刻的理解数据在内存的存储。

整形家族

char

        unsigned char

        signed char

short

        unsigned short [int]

        signed short [int]

int

        unsigned int

        signed int

long

        unsigned long [int]

        signed long [int]

浮点型家族

        float

        double

除以上外还有构造类型、指针类型以及空类型。

 1. 整形在内存中的存储

1.1原码反码补码

        计算机保存最原始的数字,也是没有正和负的数字,叫无符号数字。后来为了表示负数,人们发明了"原码",把生活应该有的正负概念,原原本本的表示出来。把左边第一位腾出位置,存放符号,正用0来表示,负用1来表示。

        这种方法虽然有利于人们理解,但是对于计算机进行运算却并不合适(例如0001+1001=1010 (-2)但是我们却希望得到0的结果),所以为了解决“正负相加等于0”的问题,在“原码”的基础上,人们发明了“反码”。“反码”表示方式是用来处理负数的,符号位置不变,其余位置相反。((+1)和(-1)相加,变成了0001+1101=1111,刚好反码表示方式中,1111象征-0,完美的解决了“正负相加等于0”的问题)

        但是我们会发现,在反码表示中存在两个零,即 +0 和 -0。我们希望只有一个0,所以发明了"补码",同样是针对"负数"做处理的,"补码"的意思是,从原来"反码"的基础上,补充一个新的代码(+1)。同时我们发现,有时候最高位会溢出,当1111再补上一个1之后,变成了10000,丢掉最高位就是0000,刚好和左边正数的0,完美融合掉了。这样做解决了两个零存在的问题。

1.2大小端字节序

        我们具体到内存中看看。对于下面的一段代码,查看两个变量的内存空间。

#include 

int main()
{
    int a=20;
    int b=-10;
    return 0;
}

         我们可以看到,20在内存中的记录是  14  00 00 00而-10的记录则是 f6 ff ff ff。

我们发现这和我们平时的表示方法不一样。

1.2.1大小端介绍

        对于位数大于8位 的处理器,例如16位或者32位的处理器,由于寄存器宽度大于一个字节,那么必然存在着一个如何将多个字节安排的问题。因此就 导致了大端存储模式和小端存储模式。

        大端(存储)模式,是指数据的低位保存在内存的高地址中,而数据的高位,保存在内存的低地址 。

         小端(存储)模式,是指数据的低位保存在内存的低地址中,而数据的高位,,保存在内存的高地 址中。(简单记忆方法:小小小,也就是低位低地址是小端)

2.例题

1.设计一个小程序来判断当前机器的字节序。

#include 
int check_sys()
{
 int i = 1;
 return (*(char *)&i);
}
int main()
{
 int ret = check_sys();
 if(ret == 1)
 {
 printf("小端n");
 }
 else
 {
 printf("大端n");
 }
 return 0;
}

总结

        该部分可能会略微有点绕,但是仔细想清楚后就感觉挺好理解的。还需要和相关的例题结合,加深印象。

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