[C++知识库] C语言中数据的存储~

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[C++知识库]C语言中数据的存储~

1.整形（char）类型的存储；

2.奇奇怪怪的题目；

3.浮点数的存储与示例；

以下例子都是在32位机器下进行..

1.整形（char）类型的存储：

? ? ? ? <1>整形：

????????在计算机中所有数字都是以二进制的补码形式存储。

原码：正整数的原码就是其二进制数字，其他位往前补0，例如123的二进制为：1111011

由于是在32位下，所以将其用0补齐，变成00000000 00000000 00000000?01111011

正整数的? 原码反码补码都是一样的！！！。

? ? ? ? 对于负数而言，其原码与整数的原码类似，只有一点不同，例如123的原码补齐后是

00000000 00000000 00000000?01111011，那么对于-123而言，他与整数的区别仅仅在于第一位的不同，那么-123的原码应该为10000000 00000000 00000000?01111011。

????????原码搞定后接下来就是反码，规则就是首位（符号位不变）其他位取反（1变0，0变1），相应的，-123的反码应该为：11111111 11111111 11111111 10000100。

? ? ? ? 最后就是补码，补码就是将其反码+1，显然，-123的补码应该为：11111111 11111111 11111111 10000101；

? ? ? ? <2>char 类型：

? ? ? ??将一个整数存储在char里面时，会发生截断，就是把一个数的补码，只保留其最后八位，拿上面的的123来说，只保存0111011，其它与整形类似。

2.奇奇怪怪的题目

? ? ? ? T1：

1.

#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; 
}

? ? ? ? 理由：a,b在内存中都是以补码存在，由于是有符号char类型，所以会发生阶段，只存了11111111?这个二进制序列，在使用时会发生整型提升，自动补齐剩下的位（补符号位，也就是1），最后以整形的方式打印，那么正好是-1；

????????而对于c而言，他存储也是以11111111的形式存储，但是他是无符号char类型，那么在发生整形提升时会自动补0，则最后提升为：00000000 000000000 000000000 111111111，由于是无符号，此时编译器认为他的原码反码补码相同，则最后解析该二进制序列就是255.

TIPS:所有无符号数在发生整型提升时通通补0！！！

? ? ? ? T2

????????

#include <stdio.h>
int main()
{
 ? ?char a = -128;
 ? ?printf("%u\n",a);
 ? ?return 0; 
}

????????

?? ? ? ? 理由：

类似的，a要发生截断，而-128的补码是：11111111 11111111 11111111 10000000，发生截断以后储存在内存中的就是10000000，而最后要求以无符号整形的形式打印，那么他就会自动发生整形提升，会自动补齐符号位（1），那么它就变成了11111111 11111111 11111111 10000000，由于是用无符号整形来解析这个二进制序列，所以认为这个就是他的原码，则最后输出的就是这个很大的数字

????????T3：

3.
#include <stdio.h>
int main()
{
 ? ?char a = 128;
 ? ?printf("%u\n",a);
 ? ?return 0; 
}

显然，这个与上面的类似128的原码反码都是一样的?：00000000 00000000 00000000 10000000，发生截断以后，就变成1000000，这不是与上面的-128一样吗？那么解释就与T2一样。

T4：

int i= -20;
unsigned ?int ?j = 10;
printf("%d\n", i+j);

? ? ? ? 解释：

数字的运算都是以补码的形式，由于最后是以整形形式来解析，就算j是一个无符号整数，他的加减和有符号相同，所以最后输出的-10就很容易想通了。

??T5 ：

unsigned int i;
for(i = 9; i >= 0; i--) 
{
 ? ?printf("%u\n",i);
}

结果：死循环

????????解释：

在i变成0之前，他都会正常的打印，因为都是无符号数，但是在i变为-1的时候，由于在内存中是以补码的形式存在，-1的补码为32个1，又是以无符号整形解析，那么此时认为32个1全部有效，则会变成一个很大的数字依次向下递减，最后变成-1的时候又与刚才类似，所以是一个死循环！

T6：

int main()
{
 ? ?char a[1000];
 ? ?int i;
 ? ?for(i=0; i<1000; i++)
 ? {
 ? ? ? ?a[i] = -1-i;
 ? }
 ? ?printf("%d",strlen(a));
 ? ?return 0; 
}

? ? ? ? ?解释：

strlen是测量数组长度的，在0（\0）的时候截止！

在解释之前，先讲解一下char short……等等一些数据储存的取值范围的讲解。

对于无符号char类型，他的二进制序列是一个A88的全排列，则从00000000变为11111111的一个过程，由于是无符号来解析，则认为他的所有位斗有效，而11111111解析过来正好是255，则无符号char类型的取值范围就是0~255；

?对于有符号char类型，他的二进制序列也是一个A88的全排列，也是从0000000变为11111111的一个过程，而由于他是一个有符号类型，则最高位1就是他的符号位，因此他的正整数最大取值就是01111111解析过来就是127，而对于111111111来说，他是以补码类型存储，那么他的原码就是10000001，解析过来就是-1，以此类推，它可以储存到-127，但是由于规定，最小值就应该存储的-128，所以有符号char，他的取值范围就是-128~127

则可以由此得出，有符号char类型的变化如下图：

则由题意，数组就会从0 -1 -2……一直到127 126…… 1 0，恰好是255个元素，上面就解释的通了，类似的可以得到short int的取值范围了。

T7?:

#include <stdio.h>
unsigned char i = 0;
int main()
{
	for (i = 0; i <= 255; i++)
	{
		printf("hello world\n");
	}
	return 0;
}

结果：死循环

解释：经过上面的解释，无符号char的取值范围是0~255，到256只有就会自动变为0，形成四虚幻

<3.浮点数的存储>

引入：

在一个32位的精度（float类型中），我们把第一位记为S,把后面八位记为E，把再后面二十三位记为M（64位，double类型只是E，M所占位数的区别）

S称为符号位，正数记为0，负数为1；

E称为指数位，M为有效数字位

例如，二进制数字：1068.5432可以与十进制类似记为1.0685432*2^3,E的存储就是把指数+127（double类型+1024），而M的存储是把1舍弃，存储后面的0685432，

两个特例：

如果指数全为1，则高达255次方，而2^32次方是42亿，显然2^255次方太大了，直接认为是无穷大量

如果指数为全0，此时就是-255次方，接近于0，则此时认为他就是0；

基于上面的理解，看如下代码：

int main()
{
	int n = 9;
	float* pFlo = (float*)&n;
	printf("n：%d\n", n);
	printf("*pFlo：%f\n", *pFlo);
	*pFlo = 9.0;
	printf("num：%d\n", n);
	printf("*pFlo：%f\n", *pFlo);
	return 0;
}