C语言中数据的存储

整型在内存中的存储

在前面的学习中我们知道2进制的表示方法有3种,分别是原码,反码,补码 。

而三种表示方法均为有符号位or无符号位,**0表示正,1表示负号。**且正数的原码,反码,补码相同。**负数的反码等于除符号位其余位取反,而补码等于反码加一。**包括整型提升等等......

大小端字节序的判断

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int main()
{
	int a = 2;
	int b = *(&a);
	printf("%d", b);
}

上述代码是我们开始的一个前提,当我们上述方法打印没有问题，如果转为(char *)类型时,它仅会保留低字节的的地址。这样打印就会改变原来的值。

概念

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1.整数在内存中的存储
所有数字都是以补码的形式来进行存储的
当超过一个字节的数字进行存储时，就会生成大小端的问题
 0x 11 22 44
    高位 ->  低位
内存 低位 -> 高位
     44 22 11 小端存储，低位字节内容存到内存的低地址处
     11 22 44 大端存储，低字节的内容存到内存的高地址处

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例如：⼀个 16bit 的 short 型 x ，在内存中的地址为 0x0010 ， x 的值为 0x1122 ，那么
0x11 为⾼字节， 0x22 为低字节。对于⼤端模式，就将 0x11 放在低地址中，即 0x0010 中，
0x22 放在⾼地址中，即 0x0011 中。⼩端模式，刚好相反。我们常⽤的 X86 结构是⼩端模式，⽽
KEIL C51 则为⼤端模式。很多的ARM，DSP都为⼩端模式。有些ARM处理器还可以由硬件来选择是
⼤端模式还是⼩端模式。

练习1

如何设计一个程序来判断当前机器的字节序

思路:这就要用到我们开始的那个问题上，我们可以考虑将其转换为char *类型，取低字节的数并打印。

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0x 00 00 00 01怎样存储的
int check_sys()
{
	int a = 1;
	return *(char*)&a;//(char)a显然错误，直接截断为0x 01 对值进行操作
}

int main()
{
	int ret = check_sys();
	if (ret == 1)
	{
		printf("小端排序\n");
	}
	else
	{
		printf("大端排序\n");
	}
	return 0;
}

还有方法吗?当然，我们也可以用联合体的概念,因为联合体中数据时在一起存储的,利用这个概念，我们即可实现

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int check_sys()
{
	union
	{
		int i;
		char c;
	}un;
	un.i=1;
	return un.c;
}

关于char类型的一些笔试题

我们都知道char类型占1个字节。那他是有符号还是无符号的？这是取决与编译器的,在vs中是有符号的,那么取值范围呢?首先要理解第8位为符号位,其余7位是数值位。

懂这张图,理解下面题目便会事半功倍。

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char 的取值范围，-128~127 (1个字节)
在vs中，默认char 是 signed char ,而 int 是 unsigned char
%d 以十进制打印有符号整型
%u 以十进制打印无符号整型

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举例
int main()
{
	char a = -1;
	//a(int)     1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001
	//反码		 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110
	//补码		 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111
	//char a     1111 1111
	//整型提升    1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111
	//取反加一打印 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001
	//-1
 	signed char b = -1;
	//一样分析
	unsigned char c = -1;
	//c          1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001
	//反码		 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110
	//补码		 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111
	//char c     1111 1111
	//整型提升(无符号)  0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111 1111
	//打印 255
	printf("%d %d %d", a, b, c);
	return 0;
}

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int main()
{
	char a = -128;
	//a   1000 0000 0000 0000 0000 0000 1000 0000
	//反码 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0111 1111
	//补码 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000 0000
//  char a 1000 0000
 //整型提升 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000 0000
// 因为无符号打印，所以直接打印 
	printf("%u\n", a);
	return 0;
}

c 复制代码

int main()
{
	char a = 128;
	//a   0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000 0000
    //  char a 1000 0000
   //整型提升 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000 0000
  // 因为无符号打印，所以直接打印 
	printf("%u\n", a);
	return 0;
}
128的二进制形式是1000 0000。由于有符号char类型的取值范围是 - 128 到 127，128超出了这个范围。所以，
当你把128赋值给有符号char类型的变量a时，在内存中存储的二进制数是1000 0000 ，其最高位为1，在有符号数的规则下，这就代表负数。
1000 0000取反加一 10000 0000 -128

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#include<string.h>
int main()
{
	char a[1000];//-128~127
	for (int i = 0; i < 1000; i++)
	{
		a[i] = -1 - i;
	}
	printf("%d\n", strlen(a));
	return 0;
}
找到'\0',也就是找到它的ASC码值0
 a[0]=-1
 a[1]=-2
 a[2]=-3
 a[3]=-4
 a[127]=-128
        127


       0
128+128-1=255

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unsigned char i = 0;//0~255 死循环
int main()
{
	for (i = 0; i <= 255; i++)
	{
		printf("hello world\n");
	}
	return 0;
}
由于无符号类型不会出现负数，会从 0 重新开始循环
255加一会变为0

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int main()
{
	int a[4] = { 1, 2, 3, 4 };//0x00 00 00 01 0x00 00 00 02
	                          //01 00 00 00 02 00 00 00

	int* p1 = (int*)(&a + 1);
	int* p2 = (int*)((int)a + 1);
	printf("开始打印");
	printf("%x,%#x", p1[-1], *p2);//小端存储，打印反着打印，p1不是数组只是整型指针-1就是减去四个字节
	return 0;
}
//x64无法运行--64位--指针环境是8位--地址会从8字节变成4个字节
//地址变了，非法访问。
//或者int 改为 long long 不会截断