【C语言】数据的存储 一、整形在内存中的存储 1. 原码、反码、补码 (1)首先只要是整数,在内存中储存的都是二进制的补码,下面说一下一个十进制的数如何转化为二进制的数; 在二进制的权位上,从右往左数,它们的权位从0开始依次增大,例如010101,最右边的1权位是0,往左的0权位是1,以此类推; 例如一个十进制的整数10,可拆分为8 + 2,而8 = 2 ^ 3,2 = 2 ^ 1,这个 2 ^ 3 中的3就是二进制中的权位,同理2 ^ 1 中的1也是二进制中的权位,在计算时把1放在对应二进制的权位上即可转化十进制为相应二进制的数;例如8在二进制中的权位为3,就应该把1放在从右往左数的第四位上;2在二进制的权位为1,就把1放在从右往左数的第二位上,所以10对应的二进制为0b1010;代码语言:javascript复制 (2)计算机中的整数有三种2进制表示方法,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”,而正数的原、反、补码都相同。 负整数的三种表示方法各不相同。 对于整形来说:数据存放内存中其实存放的是补码;在计算时,需要将整数的原码表示出来,若是正数,原反补相同,即可计算;若是负数,需将负数的原码表示出来,再转换为补码,再进行计算,计算完的数值仍然是补码,还需转换为原码才是最后的结果。 原码 = 反码取反(除了第一位符号位),补码 = 反码 + 12. 大小端的存储模式 大端(存储)模式: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; eg:0x 小端(存储)模式: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; eg:0x 写一个代码来判断当前机器的字节序:代码语言:javascript复制 3. 练习 (1)计算以下输出结果;代码语言:javascript复制 分析: 00000000 00000000 00000001 (-1的原码) 11110 (-1的反码) 11111 (-1的补码) 在补码中,char类型只能存放8个比特位,所以会截断前面的24位,截断后是:,现在a,b,c中放的都是,然后根据需要打印的类型进行整型提升,例如a,是要按照%d的形式打印,而且它不是unsigned类型,所以最高位的1被当成符号位,前面全部补1; 发生整型提升后是:11111(补码),发生整型提升前,要看char这个类型前面是不是unsigned类型,如果是,就忽略符号位,直接补0,例如 unsigned char c=-1中,截断后发生整型提升后是:000000000000000000000000(补码),由于unsigned是无符号数,原反补码相同,直接计算得出结果为c = 255;若不是unsigned类型,需要补回原来的符号位,然后转成反码,再转成原码得出结果,a = b = -1. (2)计算结果代码语言:javascript复制 (3)计算结果代码语言:javascript复制 (4)计算结果代码语言:javascript复制 (5)下题,当i = 0,i – -后,i = -1,无符号数打印出 i = 4,294,967,295,所以这个代码会死循环.代码语言:javascript复制 (6)求a的长度代码语言:javascript复制
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在这里插入图片描述 (7)代码语言:javascript复制 当i = 255时,i++,i又变回0;所以这个代码会死循环
在这里插入图片描述 拓展,short类型的有符号与无符号的取值范围:
在这里插入图片描述 二、浮点型在内存中的存储 1. 浮点数存储规则代码语言:javascript复制 (1)任意一个二进制浮点数V可以表示成下面的形式:代码语言:javascript复制 例如,十进制的5.0,写成二进制是 101.0 ,相当于 1.01×2^2 . 那么,按照上面V的格式,可以得出S=0,M=1.01,E=2。 十进制的-5.0,写成二进制是 -101.0 ,相当于 -1.01×2^2 。那么,S=1,M=1.01,E=2。 (2)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;
在这里插入图片描述 对于64位的浮点数,最高的1位是符号位S,接着的11位是指数E,剩下的52位为有效数字M;
在这里插入图片描述 (3)M的保存: 在保存M时,只保存1.xxxxxx后面部分的xxxxxx;比如保存1.01的时候,只保存01,其他补0,等到读取的时候,再把第一位的1加上去; (4)E的保存: 在保存E时,要加上中间数127(32位)或者1023(64位),假设当前为32位的浮点数,保存2 ^ 10时,E = 10,所以E + 127 = 137,所以在E的权位上是137的二进制形式; (5)S的保存: 正数为0;负数为1. 例如,2. 浮点数从内存中取出 E从内存中取出分三种情况: (1)E不全为0或不全为1:指数E的计算值减去127(或1023),得到真实值;再将M(xxxx)的有效数字前加1.,加完后应为1.xxxx; (2)E全为0: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; (3)E全为1:表示正负无穷大;3. 例题 00000000 00000000 00000000 00001001 (补码) 当int n = 9,*pFloat以%f打印时,会以浮点数的存储模式解读9的补码,所以结果是0.0; 当*pFolat = 9.0时,9.0以浮点数的存储模式存到内存中,当以%d的形式打印时,会以整型数的解读方式解读9.0浮点数存储模式的二进制,所以是结果是1,091,567,616代码语言:javascript复制
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