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这次的内容是比较底层的奥#xff0c;对于理解编程很重要~ 整数浮点数在内存中的存储 一、 整数在内存中的存储二、大小端字节序和字节序判断大小端的概念一道简单关于大小端排序的百度面试题 三、简单理解数据类型存储范围例一例二例三例四例五例六 四、 …
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这次的内容是比较底层的奥对于理解编程很重要~ 整数浮点数在内存中的存储 一、 整数在内存中的存储二、大小端字节序和字节序判断大小端的概念一道简单关于大小端排序的百度面试题 三、简单理解数据类型存储范围例一例二例三例四例五例六 四、 浮点数在内存中的存储1、关于有效数字M2、关于指数E 一、 整数在内存中的存储
详情请见拙文 【C语言】中的位操作符和移位操作符原码反码补码以及进制之间的转换 其中详细介绍了整数在内存中的存储是依靠原反补码存储实现的
二、大小端字节序和字节序判断
首先声明我使用的编译器是vs2022大小端存储取决于编译器的类型不同编译器的存储数据是大端还是小端可能会有所不同 我们先来看一下这个
#include stdio.h
int main()
{int a 0x11223344;return 0;
}调试 框中输入a得到a中存储的数据时44332211这里我们会有疑问为什么不是11223344呢怎么会是倒着存储的呢
大小端的概念
大端存储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
一道简单关于大小端排序的百度面试题
#include stdio.h
int func()
{int i 1;return (*(char*)i);
}
int main()
{int ret func();if (ret 1){printf(⼩端\n);}else{printf(⼤端\n);}return 0;
}这个程序可以判断你使用的机器的字节序是大端还是小端
三、简单理解数据类型存储范围
例一
我们知道每一个数据类型都有其对应的存储数据的范围而这个数据类型为什么会是这样的范围下面一个例题我们来讲到
#include stdio.h
int main()
{char a -1;signed char b -1;unsigned char c -1;printf(a%d,b%d,c%d, a, b, c);return 0;
}signed char类型的范围是-128~127 unsigned char类型的范围是0~255 我们直接看结果 这里通过观察我们可以发现我所使用的vs2022编译器中char默认为signed char 而且-1的unsigned char 输出结果为255这是因为我们计算机在存储数据时是以下图来进行存储的
我们把这个圆看作是一个钟表数据在进行加一时表针顺时针移动指向下一个数字再进行减一时表针逆时针移动指向上一个数字那么在因为在unsigned char中-1是没有定义的它就会等于0-1即零逆时针移动一个数字即255 当然这些数字是二进制存储的我用十进制写出来是为了方便 同理下面这个程序与上个程序道理相同
#include stdio.h
int main()
{char a -128;printf(%u\n, a);return 0;
}例二
#include stdio.h
int main()
{char a 128;printf(%u\n, a);return 0;
}这个结果是怎么来的呢我们逐步分析一下 首先char 类型的-128的二进制10000000 00000000 00000000 10000000char类型在存储时使用一个字节也就是8bit存入a的数据是10000000打印一个%u也就是无符号整型此时我们要先进行整型提升第一位不被认为是符号位变成11111111 11111111 11111111 10000000也就是上图所示的数字
例三
我们把数字稍微改一下改成无符号的128
#include stdio.h
int main()
{char a 128;printf(%u\n, a);return 0;
}我们发现结果相同这是为什么呢我们一步一步来验证一下 char类型的128的二进制为00000000 00000000 00000000 10000000存入a的数据为100000000当过程进行到这里我们发现了a的数据是相同的后边的步骤也是相同的因为是无符号整数所以先整型提升并且第一位不为符号位补第一位变成11111111 11111111 11111111 10000000即相同数字这告诉我们在char的内存当中-128与128是等价的当然char类型范围中没有128这就避开了两者相同的尴尬情况
例四
#include stdio.h
int main()
{char a[1000];int i;for (i 0; i 1000; i){a[i] -1 - i;}printf(%d, strlen(a));return 0;
}这个题的本质与例一相同char 类型的取值范围为-128~127 因为 ‘\0’ 的ASCII码值为0所以在a[i]第一次为0时strlen会检测到 ‘\0’ 并终止执行所以最终的结果便是255
例五
#include stdio.h
unsigned char i 0;
int main()
{int count 0;for(i 0; i 255; i){count;}printf(%d, count);return 0;
}这个程序是一个错误程序在vs2022被禁止生成因为这是一个无线循环的程序原理还是与例一相同就是在i直到i255时再一次i又会变成0无限循环。
例六
这是一个很有意思的程序在vs上不能运行三十二位小端字节序条件下
#include stdio.h
int main()
{int a[4] { 1, 2, 3, 4 };int* ptr1 (int*)(a 1);int* ptr2 (int*)((int)a 1);printf(%x,%x, ptr1[-1], *ptr2);return 0;
}第一项毫无疑问是a[4]的值 第二项是a[1]地址转化成整形然后加1
四、 浮点数在内存中的存储
根据国际标准IEEE任意⼀个⼆进制浮点数V可以表示成 对于32位的浮点数即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位的浮点数即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
1、关于有效数字M
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位有效数字可以使结果精确一些并且裁掉了冗余的占用内存的行为
2、关于指数E
E为无符号整数这意味着如果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
当E全为0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
当E全为1时这时如果有效数字M全为0表示±无穷大正负取决于符号位s 今天的分享就到这了~ 感谢观看 ~
