c语言-整型在内存的存储

文章目录


前言

本篇文章叙述c语言中整型数据在内存中的存储方式。


一、整型数值在内存中的存储

1.1 整型数值的表示形式

|------|-----------------------------------|
| 形式 | 数值范围 |
| 二进制 | {0,1} |
| 八进制 | {0,1,2,3,4,5,6,7} |
| 十进制 | {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9} |
| 十六进制 | {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,a,b,c,d,e,f} |

1.2 二进制的表示形式

正整数:原码、反码、补码相同。

负整数:原码、反码、补码需要计算。

|----|------------------|
| 形式 | 计算规则 |
| 原码 | 直接通过整数正负写出的二进制序列 |
| 反码 | 原码符号位不变,其余按位取反 |
| 补码 | 反码+1 |

例如:32位机器为例

正整数

c 复制代码
	int a = 20;
	//原码:	00000000 00000000 00000000 00010100
	//反码:	00000000 00000000 00000000 00010100
	//补码:	00000000 00000000 00000000 00010100

负整数

c 复制代码
	int a = -20
	//原码:	10000000 00000000 00000000 00010100
	//反码:	11111111 11111111 11111111 11101011
	//补码:	11111111 11111111 11111111 11101100

原码和补码的相互转换:

原码->补码:

方式一: 原码符号位不变,其余为按位取反,然后+1;

补码->原码:

方式一:补码符号位不变,其余按位取反,然后+1;

方式二:补码-1,符号位不变,其余位按位取反。

1.3 整数在内存中存储

整数在内存中存储方式是以二进制的补码方式存储

以补码方式存储的原因:

  1. 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
  2. 加法和减法可以统一处理(CPU只有加法器),补码与原码转换的运算过程是相同的,不需要额外的硬件电路

二、大端字节序存储和小端字节序存储

2.1 大端字节序存储

大端字节序存储:指数据的低位保存在内存的高地址中;数据的高位保存在低地址中。

以int a = 0x11223344为例:

图2.1 大端字节序存储

2.2 小端字节序存储

小端字节序存储:指数据的低位保存在内存的低地址中,数据的高位保存在高地址中。

图2.1 小端字节序存储

2.3 练习

设计一个小程序判断当前机器的字节序

思路:

假设int a = 1 时,a的补码转换成16进制0x00000001

取a的第一个字节,即低位;

如果第一个字节为01,则为小端字节序;

如果第一个字节为00,则为大端字节序。

代码实现如下:

c 复制代码
//判断一个编译器的大小端字节序
// 0 大端字节序
// 1 小端字节序

int sys_mode()
{
	int a = 1;
	//a的补码16进制  0x 00 00 00 01
	//利用char*指针取int的第一个字节的值
	return (*((char*)&a));
}
int main()
{
	if (sys_mode() == 1)
		printf("小端字节序\n");
	else
		printf("大端字节序\n");
	return 0;
}

总结

本篇文章介绍了c语言中整型数值的表示形式,二进制的表示形式,整型数据在内存中的存储方式;最后介绍了关于大端字节序和小端字节序的概念。

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