整数在内存中的存储
在前面说过整数的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。
注意事项: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。
大小端字节序及其判断
首先要了解什么是大小端,当有超过⼀个字节的数据在内存中存储的时候,就会有存储顺序的问题,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(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,而数据的高位字节的内容保存在内存的高地址处。
之所以存在大小端模式的区别,是因为在计算机系统中是以字节为单位的,每个地址单元都对应着一个字节(8 bit位),但在C语言中出了一个字节的char类型之外,还有2个字节的short型,四个字节的int、long型,对于字节数大于1(比特位大于8)的类型及处理器,由于寄存器宽度大于了一个字节,引起了如何安排多个字节顺序的问题,因此导致了大端存储模式和小端存储模式的形成。
举个例子: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
#include <stdio.h>
int check_sys()
{int i = 1;return (*(char *)&i);
}
int main()
{int ret = check_sys();if(ret == 1){printf("⼩端\n");}else{printf("⼤端\n");}return 0;
}
练习二:
#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;
}
本题目考察的是不同类型的变量在用%d打印时的区别:首先 a 和 b其实都属于signed char类型,c 属于 无符号的unsigned char类型 ,-1 的原码表示位10000001,则补码为11111111,%d打印前两个为-1,第三个为255。
练习三:
%u的形式打印,是认为a中存放的是无符号数
#include <stdio.h>
int main()
{char a = -128;printf("%u\n",a);char b = 128;printf("%u\n",b);return 0;
}
本题目考察的是原反补码的应用:a和b都是char类型的,b = 128,原码是100000000,补全二进制位后为111111111111111111111111100000000用%u(打印无符号数)打印结果为4294967168;a =128,原码为100000000,结果于前面相同。