1.大小端及判断

1.1存储int -256

#include <stdio.h>
int main() {
    //64bit 0x 00 00 00 00 00 00 00 14
    //int a = 20;
    //int* p = &a;
    //int a = -256; int为4B,即32位, 0x 00 00 00 00 ,char*可以访问的空间大小为1B，访问int时需要4次
    //原码 0x 80 00 01 00
    //反码 0x FF FF FE FF
    //补码 0x FF FF FF 00
    int a = -256;
    char* pc = (char*)&a;

    for(int i = 0; i < 4; i++) {
        printf("%d\t", *pc++);
    }
    //输出0	-1	-1	-1，即低位->高位 00 FF FF FF，此时为小端存储
    return 0;
}

1.2编写函数判断大小端存储

int check_sys() {
    int a = 1;
    return *(&a);
}
int main() {
    int res = check_sys();
    if(res == 1) {
        printf("小端\n");
    } else {
        printf("大端\n");
    }
    return 0;
}

1.3例题

1.3.1

无符号char型 -1 的补码 1111_1111 ,即255

int main() {
    char a = -1;
    signed char b = -1;
    unsigned char c = -1;
    printf("a=%d,b=%d,c=%d", a, b, c); //a=-1,b=-1,c=255
    return 0;
}

a=-1,b=-1,c=255

1.3.2

整型提升

int main() {
    char a = -1;
    signed char b = -1;
    unsigned char c = -1;
    //整型提升，不足整型的整型都按 int 提升，即32位(4B)
    //在32位平台下，用%d、%o、%x这些控制符都输出32位，因为都是整型，即使把char型用它们控制输出也是32位
    //输出按多少二进制位不是由变量自身决定的，而是由格式化输出字符串决定的
    //也就是说，输出按32位输出，实际占用的空间由变量类型决定
    printf("a=%x,b=%x,c=%x", a, b, c); 
    return 0;
}

a=ffffffff,b=ffffffff,c=ff

1.3.3

int main() {
    char a = -128;
    //%d - 打印十进制的有符号数字
    //%u - 打印十进制的无符号数字
    printf("%d\n",a);
    printf("%u\n",a);
    printf("%x\n",a);
    return 0;
}

-128
4294967168
ffffff80

1.3.4

int main() {
    char a = -128;
    char b = 128; //此处超出-128~127的范围，在127的补码的基础上+1，即-128的补码1000_0000
    printf("%x\t%x", a, b);
    return 0;
}

ffffff80 ffffff80

1.3.5

int main() {
    int i = -20;
    unsigned int j = 10;
    printf("%d\n", i + j);
    return 0;
}

-10

1.3.6

无符号数的问题

int main() {
    unsigned int i;
    for(i = 9; i >= 0; i--) { //死循环
        printf("%u\n", i); //无符号数 >= 0 一直成立，当 i=0,i--,i=-1,即最大的那个数
    }
    return 0;
}

1.3.7

注意 char 型数据数值为 0 的问题

int main() {
    char a[1000];
    int i;
    for(i = 0; i < 1000; i++) {
        a[i] = -1 - i; //当a[255] = -1 - 255，实际上就是0，也即 \0 ,加上 \0 共256个
    }
    printf("%d", strlen(a));
    return 0;
}

255

1.3.8

无符号数的死循环问题

unsigned char i = 0; //0-255
int main() {
    for(i = 0; i <= 255; i++) {
        printf("hello worls\n"); //死循环
    }
    return 0;
}

2.浮点数 float 在内存中的存储

简单示例

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

9 0.000000 1091567616 9.000000

float型数据的存储
对于32位的浮点数，最高的1位是符号位s，接着的8位是指数E，剩下的23位为有效数字M。

S	E	M
1bit	8bit	23bit

(-1)^S * M * 2^E
(-1)^s表示符号位，当s=0，V为正数；当s=1，V为负数。
M表示有效数字，大于等于1，小于2。
2^E表示指数位。

示例：
float f = 5.5;
二进制表示为 101.1 -> 1.011 * 2^2
正数S=0；
E为无符号数，需+127，即E=2+127=1000_0001；
1.011默认取小数点后的数，M=011_0000000000_0000000000
即 0_1000_0001_011_0000000000_0000000000
4位划分0100_0000_1011_0000_0000_0000_0000_0000
即0x40b00000

int main() {
    float f = 5.5;
    char* p = (char*)&f;
    printf("%x\n", *p);
    printf("%x\n", *++p);
    printf("%x\n", *++p);
    printf("%x\n", *++p);
    return 0;
}

小端存储时输出

0
0
ffffffb0
40

其中，ffffffb0数据提升，实际上为b0

关于指数E

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10+127=137，即10001001。

然后，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（1/2）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-1+127=126，表示为01111110，而尾数1.0去掉整数部分为0，补齐0到23位00000000000000000000000，则其二进制表示形式为: