原码、反码、补码、大端、小端

原码、反码、补码

计算机中的整数有三种2进制表示方法，即原码、反码和补码。

三种表示方法均有符号位和数值位两部分，符号位都是用0表示"正"，用1表示"负"，

而数值位：

正数的原、反、补码都相同。负整数的三种表示方法各不相同。
原码：

直接将数值按照正负数的形式翻译成二进制就可以得到原码。
反码：

将原码的符号位不变，其他位依次按位取反就可以得到反码。
补码：

反码+1就得到补码。

对于整形来说：数据存放内存中其实存放的是补码。

为什么呢？

在计算机系统中，数值一律用补码来表示和存储。原因在于，使用补码，可以将符号位和数值域统

一处理；

同时，加法和减法也可以统一处理（CPU只有加法器）此外，补码与原码相互转换，其运算过程

是相同的，不需要额外的硬件电路

1. 正的整数，原码、反码、补码相同
2. 负的整数，原码、反码、补码是需要计算的
原码：直接通过正负的形式写出的二进制序列就是原码
反码：原码的符号位不变，其他位按位取反得到的就是反码
补码：反码+1就是补码
整数内存中存放是补码的二进制序列

复制代码

int main()
{
	int a = 20;
	//20
	//00000000000000000000000000010100--原码
	//0x00 00 00 14
	//00000000000000000000000000010100--反码
	//00000000000000000000000000010100--补码
	//
	int b = -10;
	//10000000000000000000000000001010--原码
	//0x80 00 00 0a
	//11111111111111111111111111110101--反码
	//0xfffffff5
	//11111111111111111111111111110110--补码
	//0xfffffff6
	//
	return 0;
}

坑

多思考反码、补码

复制代码

void main(void) {
	unsigned char a = 0xff;//255
	char b = 0x7f;//127
	a++; b++;
	printf("a:%d b:%d\r\n", a, b);
}
//结果：a=0,b=-128


int main()
{
    char a = -1;
	signed char b = -1;
	unsigned char c = -1;

	printf("a=%d,b=%d,c=%d", a, b, c);
	
	return 0;
}
//结果：-1 -1 255

图解

大端、小端

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

中；

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。

在实际应用中，不同的体系结构和处理器可能使用大端或小端模式。例如，x86 架构通常使用小端模式，而某些 RISC 架构可能使用大端模式。这种差异在进行数据交换或在不同系统之间共享数据时需要注意。

但是：一个字节的数据没有大小端，只有两个或者两个以上的数据才有

x86机器一般是小端模式

练习：

请简述大端字节序和小端字节序的概念，设计一个小程序来判断当前机器的字节序。

方法一：

复制代码

#include <stdio.h>
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;
}

方法二：

复制代码

#include <stdio.h>

int check_endianess() {
    // 32-bit integer with a known pattern
    int num = 0x12345678;

    // 将整数的地址强制转换为字符型指针
    unsigned char *bytePtr = (unsigned char *)&num;

    // 判断第一个字节的值
    if (*bytePtr == 0x78) {
        printf("Little Endian\n");
        return 1;  // 返回1表示小端字节序
    } else if (*bytePtr == 0x12) {
        printf("Big Endian\n");
        return 0;  // 返回0表示大端字节序
    } else {
        printf("Unable to determine endianness\n");
        return -1;  // 返回-1表示无法确定字节序
    }
}

int main() {
    int result = check_endianess();

    if (result == -1) {
        printf("Cannot determine endianness on this machine.\n");
    } else {
        printf("Endianness check result: %s\n", result ? "Little Endian" : "Big Endian");
    }

    return 0;
}

这个程序通过创建一个包含已知模式的整数（0x12345678）并检查其在内存中的第一个字节的值来判断字节序。如果第一个字节是 0x78，则表示小端字节序；如果是 0x12，则表示大端字节序。如果都不是，程序输出无法确定字节序。