1. 整数在内存中的存储
1、整数的2进制表⽰⽅法有三种,即 原码、反码和补码
2、有符号的整数,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",最⾼位的⼀位是被当做符号位,剩余的都是数值位。
3、正整数的原、反、补码都相同。
负整数的三种表⽰⽅法各不相同。
4、原码:直接将数值按照正负数的形式翻译成⼆进制得到的就是原码。
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。
重点:对于整形来说:数据存放内存中其实存放的是⼆进制的补码。
2. ⼤⼩端字节序和字节序判断
2.1 什么是⼤⼩端?
其实超过⼀个字节的数据在内存中存储的时候,就有存储顺序的问题,按照不同的存储顺序,我们分为**⼤端字节序存储** 和⼩端字节序存储
大端字节序:数据的高位字节存储在低地址,低位字节存储在高地址。例如,十六进制数 0x12345678 在大端模式下存储为 12 34 56 78。
小端字节序:数据的低位字节存储在低地址,高位字节存储在高地址。例如,十六进制数 0x12345678 在小端模式下存储为 78 56 34 12。
我们来看看a的数据在内存中是怎么储存的:
c
#include <stdio.h>
int main()
{
int a = 0x11223344;
int b = 100;
return 0;
}

我们可以看到在a中的 0x11223344 这个数字是按照字节为单位,倒着存储的,这就是小端存储。
2.2练习
2.2.1 练习1
%d打印:用10进制的形式,打印有符号的整数
c
#include <stdio.h>
int main()
{
char a = -1;
//10000000000000000000000000000001 -1原码
//11111111111111111111111111111110 -1反码
//11111111111111111111111111111111 -1补码
//11111111 -1在a内存中的存储形式
signed char b = -1;
//11111111111111111111111111111111 -1补码
//11111111 -1在b内存中的存储形式
unsigned char c = -1;
//11111111111111111111111111111111 -1补码
//11111111 -1在c内存中的存储形式
printf("a = %d, b = %d, c = %d", a, b, c);
//%d 用10进制的形式,打印有符号的整数
//整型提升:有符号类型提升时会保留符号位,无符号类型补零。
//11111111111111111111111111111111 ->a //补码在变成原码进行计算
//11111111111111111111111111111111 ->b //补码在变成原码进行计算
//00000000000000000000000011111111 ->c //他本身就是原码
return 0;
}

2.2.2 练习2
%u打印:用10进制的形式,打印无符号的整数
代码1:
c
#include <stdio.h>
int main()
{
char a = -1;
//10000000000000000000000000000001 -1原码
//11111111111111111111111111111110 -1反码
//11111111111111111111111111111111 -1补码
//11111111 -1在a内存中的存储形式
signed char b = -1;
//11111111111111111111111111111111 -1补码
//11111111 -1在b内存中的存储形式
unsigned char c = -1;
//11111111111111111111111111111111 -1补码
//11111111 -1在c内存中的存储形式
printf("a = %u, b = %u, c = %u", a, b, c);
//%u 用10进制的形式,打印无符号的整数
//整型提升:有符号类型提升时会保留符号位,无符号类型补零。
//11111111111111111111111111111111 ->a //现在是按无符号数打印,所以现在都是原码
//11111111111111111111111111111111 ->b
//00000000000000000000000011111111 ->c
return 0;
}

代码2:
c
#include <stdio.h>
int main()
{
char a = -128;
//10000000000000000000000010000000
//11111111111111111111111101111111
//11111111111111111111111110000000
//1000000 ->a
printf("%u\n", a);
//整型提升
//11111111111111111111111110000000
return 0;
}

c
#include <stdio.h>
int main()
{
char a = 128;
//00000000000000000000000010000000
//10000000 ->a
printf("%u\n", a);
//整型提升
//111111111111111110000000
return 0;
}

2.2.3 练习3
c
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
char a[1000];
//char类型大小只有1字节大小,也就是8个bit//所以只能储存-128~127
int i;
for (i = 0; i < 1000; i++)
{
a[i] = -1 - i;
}
//a[1000]数据的排列是
//-1 -2 -3.....-128 127 126 125....1 0 -1 -2
printf("%d", strlen(a));//strlen求\0前面的元素个数
return 0;
}

2.2.4 练习4
代码1:
c
#include <stdio.h>
unsigned char i = 0; //范围0~255
int main()
{
for (i = 0; i <= 255; i++)//无限循环
{
printf("hello world\n");
}
return 0;
}

代码2:
c
#include <stdio.h>
int main()
{
unsigned int i;//范围0~255
for (i = 9; i >= 0; i--)//无线循环
{
printf("%u\n", i);
}
return 0;
}

2.2.5 练习5
%x:以16进制的形式打印数据
c
#include <stdio.h>
//X86环境 ⼩端字节序
int main()
{
int a[4] = { 1, 2, 3, 4 };
//各个元素在内存中的存储方式
//01 00 00 00,02 00 00 00,03 00 00 00,04 00 00 00
int* ptr1 = (int*)(&a + 1); //类型int(*)[4]强制转换成int
int* ptr2 = (int*)((int)a + 1);//(int)a + 1,相当于把首元素的地址强制转换为整数,再在这个整数上面加1
printf("%x, %x", ptr1[-1], *ptr2);// ptr1[-1]是跳过一个int类型
return 0;
}

3. 浮点数在内存中的存储
常⻅的浮点数:3.14159、1E10等,浮点数家族包括: float、double、long double 类型。
浮点数表⽰的范围: float.h 中定义。
3.1 浮点数的存储
根据国际标准IEEE(电⽓和电⼦⼯程协会) 754,任意⼀个⼆进制浮点数V可以表⽰成下⾯的形式:

举例来说:
⼗进制的5.0,写成⼆进制是 101.0 ,相当于1.01* 2^2 。那么,按照上⾯ V 的格式,可以得出S=0,M=1.01,E=2。
⼗进制的-5.0,写成⼆进制是 -101.0 ,相当于-1.01* 2^2 ;那么,S=1,M=1.01,E=2。
IEEE 754规定:
对于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,剩下的23位存储有效数字M
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,剩下的52位存储有效数字M

3.1.1 浮点数存的过程
IEEE 754 对有效数字M和指数E,还有⼀些特殊规定。
前⾯说过, 1 ≤ M < 2 ,也就是说,M可以写成 1.xxxxxx 的形式,其中 xxxxxx 表⽰⼩数部分。
IEEE 754 规定,在计算机内部保存M时,默认这个数的第⼀位总是1,因此可以被舍去,只保存后⾯的xxxxxx部分。⽐如保存1.01的时候,只保存01,等到读取的时候,再把第⼀位的1加上去。这样做的⽬的,是节省1位有效数字。以32位浮点数为例,留给M只有23位,将第⼀位的1舍去以后,等于可以保存24位有效数字。
⾄于指数E,情况就⽐较复杂
⾸先,E为⼀个⽆符号整数
这意味着,如果E为8位,它的取值范围为0255;如果E为11位,它的取值范围为02047。但是,我们知道,科学计数法中的E是可以出现负数的,所以IEEE 754规定,存⼊内存时E的真实值必须再加上⼀个中间数,对于8位的E,这个中间数是127;对于11位的E,这个中间数是1023。
⽐如, 210 的E是10,所以保存成32位浮点数时,必须保存成10+127=137,即10001001。
3.1.2 浮点数取的过程
指数E从内存中取出还可以再分成三种情况:
E不全为0或不全为1(常规情况)
这时,浮点数就采⽤下⾯的规则表⽰,即指数E的计算值减去127(或1023),得到真实值,再将有效数字M前加上第⼀位的1。
⽐如:0.5 的⼆进制形式为0.1,由于规定正数部分必须为1,即将⼩数点右移1位,则为1.0* ,其阶码为-1+127(中间值) = 126,表⽰为01111110,⽽尾数1.0去掉整数部分为0,补⻬0到23位00000000000000000000000,则其⼆进制表⽰形式为:
c
0 01111110 00000000000000000000000
E全为0
这时,浮点数的指数E等于1-127(或者1-1023)即为真实值,有效数字M不再加上第⼀位的1,⽽是还原为0.xxxxxx的⼩数。这样做是为了表⽰±0,以及接近于0的很⼩的数字。
c
0 00000000 00100000000000000000000
E全为1
这时,如果有效数字M全为0,表⽰±⽆穷⼤(正负取决于符号位s);
c
0 11111111 00010000000000000000000
3.2练习
c
#include <stdio.h>
int main()
{
int n = 9;
//00000000 00000000 00000000 00001001
float* pFloat = (float*)&n;
printf("n的值为:%d\n", n);
//打印9
printf("*pFloat的值为:%f\n", *pFloat);
//现在是把00000000 00000000 00000000 00001001当作浮点数的方式去解读
//S=0
//M=0000000 00000000 00001001
//E=1.000-127=-126
//公式:(-1)^0 * 0.0000000 00000000 00001001 *2^-126=0
*pFloat = 9.0;
//9.0的二进制:1001.0
//公式:(-1)^0 * 1.001 *2^3
//S=0,M=1.001 E=3 3+127=130
//0 10000010 00100000000000000000000
printf("n的值为:%d\n", n);
//把0 10000010 00100000000000000000000按整数打印
printf("*pFloat的值为:%f\n", *pFloat);
//9.00
return 0;
}
"一键三连,回访必还------童叟无欺的'社交经济学'💰"
完.