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数据在内存中的存储
整数
前提知识
（1）原反补码
- 内存中都是补码
- 正数原反补码相同
- 负数都不同
- 第一位二进制是符号位，1
- 后面是正常的二进制
- 原码符号位不变，其他位取反得反码，再加一得补码
- 补码符号位不变，其他位取反再加一也可得原码
（2）大小端
-
为什么会有大小端
- 计算机的单位是字节，一个字节是8个bit（0/1），
- 一个int是4字节，是32个0/1，是8个16进制数字
- 接下来就有如图的两种可能
-
vs中是那种可能性呢？答案是可能性2
- 先看一眼正常情况
- 再看一眼真实情况
- 图中的7,8在最前面显示，而显示的是由低地址到高地址的访问，故为可能性2
- 先看一眼正常情况
-
大小端名字的由来（来源于《格列佛游记》）：
- 首先，对于一个数字12345678，最大的数字应该是第一位的1，因为代表1000 0000
- 其次，如图中的内存的访问，是从左向右（本质是低地址到高地址）
- 那么，我们先看到的是最左边的（低地址），
- 如果先看到的是最大的数字，比如12345678中的第一个1，就叫大端
- 先看到最小的数字，就叫小端
-
判断大小端的程序
- 直接看int 1的第一个字节储存的内容即可
cpp#include<stdio.h> int main() { int a = 1; int* pa = &a; if (*(char*)pa = 1) printf("是小端"); else printf("是大端"); return 0; } -
示例：
-
char i[2]是两个字节：i[0]对应低地址 ，i[1]对应高地址-
i[0] = 0x39→ 低地址存0x39i[1] = 0x38→ 高地址存0x38
-
-
字节
short k的 低位字节 =0x39，高位字节 =0x38 -
printf("%x")按十六进制打印，从高地址向低地址，输出3839
（3）整型提升
-
是什么：只要
char/short参与运算、传参、printf 等操作，就会被自动转换为int -
为什么：CPU 的通用寄存器默认按
int（32 位）宽度设计 -
对象：short，char（包括signed和unsigned）
-
使用场景：
- 算术运算 ：
char + char、short - short、char | short等所有位运算、算术运算 - 传参 ：虽然应该传int类型，但是你也可以传char类型 ，因为char会被转化成int
- 比如memset设置字符串，使用printf大小写转换时对char加减数字 的情况等等
- printf如果想打印char字符的ASCII码值，使用%d，这时候char也会被转化成int
- 作为返回值
- if，while等条件判断
sizeof(char + char)结果是sizeof(int)
- 算术运算 ：
-
具体内容：
以使用printf（"%u"）打印两个char相加为例：
- 在计算/打印等使用之前，先整型提升
- 如果是unsigned char，相当于二进制直接在前面补上24个0
- 如果是有符号char，前面补24个符号位
- 得到的结果再转化为char类型
- 这时候再把char转成unsigned int来打印
- 在计算/打印等使用之前，先整型提升
（4）数据的循环圈
- 以char类型不停+1来举例（0,1,2...127，-128，-127，-126...-1,0）：
- 从0000 0000开始，一直到01111111，就是从0变成127
- 01111111再加一就是10000000（负数的补码），这个数字默认是-128
- 然后10000000（补码）加一得到的就是-127，继续加上数字就从-127一直加到-1，然后是0
- 接下来就会回到第一步，是一个循环
- 各种数据类型都有这样的过程
（5）%x用来打印16进制数字
- 在vs中，直接得到的是有效数字，没有前面的0x和无效的0
- 比如打印11的十六进制，直接打印b而不是0xb
6个题目
第1题
- 设计程序判断机器是大端还是小端
- 小端：权重小的放在低地址
- 大端：权重大的放在低地址
第2题
- a
- a的原码：10000001
- a的反码：11111110
- a的补码：11111111
- 打印前时整形提升为11111111 11111111 11111111 11111111
- %d打印，看到是负数，打印对应的原码：10000000 00000000 00000000 00000001，结果是-1
- b
- b和a是同一种类型，打印结果相同
- c
- c的补码也是11111111
- 打印前，因为是unsigned char ，整型提升为00000000 00000000 00000000 11111111
- %d打印，看到是正数，直接打印 ，结果是255
第3题
- a的补码：10000000（这是-128的默认补码值，没有原码和补码的概念）
- 打印前时整形提升为11111111 11111111 11111111 10000000
- %u打印，无符号，默认是正数，直接打印，结果是4294967168
- a的原反补码相同：10000000
- 和上半题的补码相同，在使用%u打印前的整形提升自然也相同，结果也相同
第4题
-
根据"数据的循环圈"， char类型的+1循环：（0,1,2...127，-128，-127，-126...-1,0）
可以得到，char类型的-1循环：0，-1，-2... -128 ,127,126...2,1,0
-
a数组元素从-1开始，到-128，再从127开始，到1，然后到了一个0，这个0是ASCII码值，strlen读到这个就会停，所以打印的结果是128+127=255
第5题
- 由于"数据的循环圈"，i的最大值就是255，再加1会变成1，会无限循环下去，不停打印
- 同理可得，i作为unsigned，是不会出现负数的，所以也会不停打印
第6题
- 地址如图所示，
- 通过ptr2得到的，有因为是小端字节序，所以2是高位，
- 使用%x打印16进制，得到的结果应该是2000000和4
浮点数
（1）浮点数的类型
- float、32位，4字节
- double、64位，8字节
- long double，16字节
（2）浮点数的存储
1.存之前
- 一个浮点数，计算机理解为为 (−1)^S ∗ M ∗ 2 ^E
- S是0或1，决定了浮点数的正负
- M是浮点数转为二进制后，再进行取有效数字（相当于把1234转化为1.234*10^3次方中的1.234）
- M大于1，小于2，（和科学计数法中的转化一样）
- E是次方数，（相当于把1234转化为1.234*10^3次方中的10的3次方中的3，不过这里是2的E次方）
- 举例：十进制的6.0，
- 先转化为二进制：110.0，
- 再进行科学计数法：1.100*2的2次方
- 那么，S=0；M=1.1；E=2
2.存的时候
- 32位的浮点数(float)：最⾼的1位存储符号位S，接着的8位存储指数E+127 ，剩下的23位存储有效数字 M的小数位
- 对于64位的浮点数(double)，最⾼的1位存储符号位S，接着的11位存储指数E+1023 ，剩下的52位存储有效数字M的小数位
（3）浮点数的读取
- 一般情况：将二进制数字转化为对应的S,M,E ，然后再使用
- 指数二进制部分全为0：相当于于1-127（或者1-1023），这时候还原M的时候不再加上1，直接读0.xxx，这是为了表示0或者很小的数字
- 指数二进制部分全为1：这相当于 ± 无穷大
（4）一个题目
-
第一个就是9
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第二个：将int 类型的9看做一个float进行打印，
- 9的原反补码：00000000 00000000 00000000 00001001
- 当做float看：
- S（符号位）是0，代表正数
- 接下来的8位代表指数位（E+127），全0，代表无穷小，所以打印是0（默认保留小数点后 6 位）
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第三个：（因为float* pFloat 代表该地址存的就是一个浮点数，所以即使是*pFloat = 9 ;也依然成立）将浮点数存到原来n的位置，并且当做整型打印
- 储存9时：1.001*2^3
- 符号位S是0，后面 接着的8位存储指数E+127 =130（二进制是10000010），后面接着23位存1.001的小数位001
- 就是0 10000010 00100000000000000000000
- 作为int类型打印就是 1091567616
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第四个：类型符合，打印正确，默认六位小数，就是9.000000