C语言编程数据在内存中的存储详解

编辑: admin 分类: c#语言发布时间: 2021-12-12 来源:互联网

变量在计算机中有三种表示方式，原码反码，补码

原码

直接将二进制按照正负数的形式翻译成二进制就可以

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了

补码

反码+1就得到补码
对于整型

int
char

类型的数据而言，数据存放内存中其实存放的是补码。并且，运算时也是以补码的形式进行运算。
再来了解一下数据在内存中的储存模式。

大端存储：，是指数据的低位保存在内存的高地址中，而数据的高位，保存在内存的低地址中；
小端存储：是指数据的低位保存在内存的低地址中，而数据的高位,，保存在内存的高地址中。

同时要求，数据以什么模式存如内存中，还要以什么顺序拿出。
现在，vs好像都是以小端模式进行存储。
来做几道题，去研究数据在内存中的存储

在原，反，补码中。如果是有符号的第一位，就是符号位，0为正，-1为负。

#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;
}

a为-1，所有整型，初始认为是int类型，32个二进制位。

a：10000000 00000000 00000000 00000001-原码
-----11111111 11111111 11111111 11111110-反码
-----11111111 11111111 11111111 11111111-补码

在赋给char类型。当然，一切运算都是以补码的形式进行。无论是类型提升，还是截断，都是以补码的形式，只有表示的时候才会回到原码。

11111111 11111111 11111111 11111111-补码
截断-char型
11111111-a

又要求以%d打印，**就需要整型提升，而整型提升要看a这个变量本身的类型。**如果变量是无符号的就补0，有符号的如果符号位是1就补1.这个a是有符号的类型，符号位又是1是个负数，就补符号位1.

1111111 111111111 11111111 11111111-提升后的补码
再有符号的十进制数打印，还要看补码的符号位，如果是正数，就原反补相同。
11111111 11111111 11111111 11111110-反码。
10000000 00000000 00000000 000000001-原码
在打印就是-1

b和a是一样的有符号的都是-1。
c是无符号的char但，-1

----10000000 00000000 00000000 00000001-原码
-----11111111 11111111 11111111 11111110-反码
-----11111111 11111111 11111111 11111111-补码

再赋给c进行截断。
还是

11111111-补码

进行整型提升，就要看c，是无符号，则第1个1就是不是符号位。则补0，就行了。

00000000 00000000 00000000 11111111-补码

再看以什么类型进行打印，有符号整型，再看符号位是0，就代表是正数，就原反补相同。直接打印255.

总结一下

1，整型数据，初始时默认int，32个比特位，先变成补码再截断或提升，再赋值给某个类型的变量（原码转反码，符号位不变11）。

2，所有数据在内存中都是以补码的形式进行存储，以及运算，包括各种整型提升与截断。运算时都要整型提升成32位，再看是否截断。

3，整型提升时，要看该变量的类型，如果是有符号类型，看第一个二进制位符号位，如果符号位是1，就补1，如果是0，就补0。如果变量是无符号类型，就全补0。

4，打印时，要考虑，以什么形式打印。如果是%d，有符号的十进制进行打印，要看提升后的符号位，如果是1，就代表是负数，要转为原码打印，如果是0，就直接打印（正数原，反，补码都一样）。如果是无符号的打印，就代表其补码代表的就是一个无符号数的补码，则原反补相同，就是补码直接打印。

再来多看几道题

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

a
10000000 00000000 00000000 10000000-原码
111111111 111111111 111111111 011111111-反码
111111111 111111111 111111111 10000000-补码

补码再进行截断

10000000

要以无符号十进制进行打印。整型提升

111111111 111111111 111111111 10000000

因为是无符号打印，就代表，这个补码代表的是一个无符号数。
直接就是原码。

11111111 11111111 11111111 10000000-原码

打印为4294967168

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

和上一题一样

a
10000000 00000000 00000000 10000000-原码
111111111 111111111 111111111 011111111-反码
111111111 111111111 111111111 10000000-补码

截断后，为-10000000
再提升，打印，就还是

111111111 111111111 111111111 10000000

直接打印。4294967168

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

已经说了，所有运算都是以补码的形式进行。

i
00000000 00000000 00000000 00001010-原码
00000000 00000000 00000000 00001010-反码
00000000 00000000 00000000 00001010-补码

正数原，反，补，相同。

j
10000000 0000000 0000000 00010100-原码
11111111 11111111 11111111 11101011-反码
11111111 11111111 11111111 11101100-补码

i+j
i:00000000 00000000 00000000 00001010
j:11111111 11111111 11111111 111011 00

结果

11111111 11111111 11111111 11111110-补码

怎么打印还是要看以什么形式打印，%d有符号打印，就转回原码

11111111 11111111 11111111 11110110-补码
11111111 11111111 11111111 11110101-反码
10000000 00000000 00000000 00001010-原码

结果就是-10.

char
-128到127

在这里插入图片描述

再来一题

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

在这里插入图片描述

10000000000000000000000010000001- -129原码
11111111111111111111111101111110-反码
11111111111111111111111101111111-补码
因为是放进char类型内存，要截断，
011111111
按照char 类型的补码对比，就是127。

在这里插入图片描述

会是一类循环的数字题目中，从-1走到-128，再从-128到127，再到1，0.
\0的ASCII码值就是0，再char类型中，0就代表\0。所以会计算255个数。

浮点数在内存的储存

根据标准，所有的浮点数都能

(-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

在这里插入图片描述

9.0
1001.0--------(-1)^ 0 * 1.001*2^3

m的值都是大于等于1，小于二
而M处都是储存001，也就是小数点后的数字。
且，E处，是要e+127再放进E处。
将9.0储存进内存中，

0 100000010 00100000000000000000000
（-1）^0*1.001 *2^(130-127)

如果E中储存的都是0或都是1，就会出现极小值或极大值。

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反码

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