电子商务网站建设与规划视频,官方网站建设推广,建设网站可选择的方案有,微电影分享网站织梦整站源码1. 整数在内存中的存储
整数的2进制表⽰⽅法有三种#xff0c;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#xff0c;符号位都是⽤0表⽰“正”#xff0c;⽤1表⽰“负”#xff0c;⽽数值位最 ⾼位的⼀位是被当做符号位#xff0c;剩余的都是数值位。
正…1. 整数在内存中的存储
整数的2进制表⽰⽅法有三种即原码、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”⽽数值位最 ⾼位的⼀位是被当做符号位剩余的都是数值位。
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。
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。
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。
2. ⼤⼩端字节序和字节序判断
我们先来看一个细节 调试的时候我们可以看到在a中的 0x11223344 这个数字是按照字节为单位倒着存储的。这是为什么呢
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下⾯是具体的概念 ⼤端存储模式是指数据的低位字节内容保存在内存的⾼地址处⽽数据的⾼位字节内容保存在内存的低地址处。 ⼩端存储模式是指数据的低位字节内容保存在内存的低地址处⽽数据的⾼位字节内容保存在内存的⾼地址处。
2.2 为什么有⼤⼩端?
这是因为在计算机系统中我们是以字节为单位的每个地址单元都对应着⼀个字节⼀个字节为8bit位但是在C语⾔中除了8bit的 char 之外还有16bit的 short 型32bit的 long 型要看具体的编译器另外对于位数⼤于8位的处理器例如16位或者32位的处理器由于寄存器宽度⼤于⼀个字节那么必然存在着⼀个如何将多个字节安排的问题。因此就导致了⼤端存储模式和⼩端存 储模式。
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ARMDSP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。
3. 浮点数在内存中的存储
在了解浮点数在内存中的存储之前先看一下这段代码的输出
#include stdio.h
int main()
{int n 9;float *pFloat (float *)n;printf(n的值为%d\n,n);printf(*pFloat的值为%f\n,*pFloat);*pFloat 9.0;printf(num的值为%d\n,n);printf(*pFloat的值为%f\n,*pFloat);return 0;
}
结果 直接看肯定是看不懂的我们先了解浮点数是如何在内存存储的。
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
• (-1)S 表⽰符号位当S0V为正数当S1V为负数 • M表⽰有效数字M是⼤于等于1⼩于2的 • 2E 表⽰指数位 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S0M1.01E2。 ⼗进制的-5.0写成⼆进制是 -101.0 相当于 -1.01×2^2 。那么S1M1.01E2
IEEE754规定 对于32位的浮点数最⾼的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 具体存储过程
IEEE754对有效数字M和指数E还有⼀些特别规定。 前⾯说过 1≤M2 也就是说M可以写成 1.xxxxxx 的形式其中 xxxxxx 表⽰⼩数部IEEE754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unsigned int 这意味着如果E为8位它的取值范围为0~255如果E为11位它的取值范围为0~2047。但是我们知道科学计数法中的E是可以出现负数的所以IEEE754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2^10的E是10所以保存成32位浮点数时必须保存成10127137即10001001。
3.2 浮点数读取过程
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
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*2^(-1)其 阶码为-1127(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: 1 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。
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
0 11111111 00010000000000000000000
本期博客到这里就结束了如果有什么错误欢迎指出如果对你有帮助请点个赞谢谢
