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C語言編程數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的存儲(chǔ)詳解

更新時(shí)間：2021年09月17日 10:56:29 作者：Booksort

本篇文章是C語言編程篇，主要為大家介紹C語言編程中數(shù)據(jù)在內(nèi)存中存儲(chǔ)解析，有需要的朋友可以借鑒參考下，希望可以有所幫助

變量在計(jì)算機(jī)中有三種表示方式，原碼反碼，補(bǔ)碼

原碼

直接將二進(jìn)制按照正負(fù)數(shù)的形式翻譯成二進(jìn)制就可以

反碼

將原碼的符號(hào)位不變，其他位依次按位取反就可以得到了

補(bǔ)碼

反碼+1就得到補(bǔ)碼
對(duì)于整型

int
char

類型的數(shù)據(jù)而言，數(shù)據(jù)存放內(nèi)存中其實(shí)存放的是補(bǔ)碼。并且，運(yùn)算時(shí)也是以補(bǔ)碼的形式進(jìn)行運(yùn)算。
再來了解一下數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的儲(chǔ)存模式。

大端存儲(chǔ)：，是指數(shù)據(jù)的低位保存在內(nèi)存的高地址中，而數(shù)據(jù)的高位，保存在內(nèi)存的低地址中；
小端存儲(chǔ)：是指數(shù)據(jù)的低位保存在內(nèi)存的低地址中，而數(shù)據(jù)的高位,，保存在內(nèi)存的高地址中。

同時(shí)要求，數(shù)據(jù)以什么模式存如內(nèi)存中，還要以什么順序拿出。
現(xiàn)在，vs好像都是以小端模式進(jìn)行存儲(chǔ)。
來做幾道題，去研究數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的存儲(chǔ)

在原，反，補(bǔ)碼中。如果是有符號(hào)的第一位，就是符號(hào)位，0為正，-1為負(fù)。

#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為-1，所有整型，初始認(rèn)為是int類型，32個(gè)二進(jìn)制位。

a：10000000 00000000 00000000 00000001-原碼
-----11111111 11111111 11111111 11111110-反碼
-----11111111 11111111 11111111 11111111-補(bǔ)碼

在賦給char類型。當(dāng)然，一切運(yùn)算都是以補(bǔ)碼的形式進(jìn)行。無論是類型提升，還是截?cái)啵际且匝a(bǔ)碼的形式，只有表示的時(shí)候才會(huì)回到原碼。

11111111 11111111 11111111 11111111-補(bǔ)碼
截?cái)?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這個(gè)變量本身的類型。**如果變量是無符號(hào)的就補(bǔ)0，有符號(hào)的如果符號(hào)位是1就補(bǔ)1.這個(gè)a是有符號(hào)的類型，符號(hào)位又是1是個(gè)負(fù)數(shù)，就補(bǔ)符號(hào)位1.

1111111 111111111 11111111 11111111-提升后的補(bǔ)碼
再有符號(hào)的十進(jìn)制數(shù)打印，還要看補(bǔ)碼的符號(hào)位，如果是正數(shù)，就原反補(bǔ)相同。
11111111 11111111 11111111 11111110-反碼。
10000000 00000000 00000000 000000001-原碼
在打印就是-1

b和a是一樣的有符號(hào)的都是-1。
c是無符號(hào)的char但，-1

----10000000 00000000 00000000 00000001-原碼
-----11111111 11111111 11111111 11111110-反碼
-----11111111 11111111 11111111 11111111-補(bǔ)碼

再賦給c進(jìn)行截?cái)唷?br /> 還是

11111111-補(bǔ)碼

進(jìn)行整型提升，就要看c，是無符號(hào)，則第1個(gè)1就是不是符號(hào)位。則補(bǔ)0，就行了。

00000000 00000000 00000000 11111111-補(bǔ)碼

再看以什么類型進(jìn)行打印，有符號(hào)整型，再看符號(hào)位是0，就代表是正數(shù)，就原反補(bǔ)相同。直接打印255.

總結(jié)一下

1，整型數(shù)據(jù)，初始時(shí)默認(rèn)int，32個(gè)比特位，先變成補(bǔ)碼再截?cái)嗷蛱嵘?，再賦值給某個(gè)類型的變量（原碼轉(zhuǎn)反碼，符號(hào)位不變11）。

2，所有數(shù)據(jù)在內(nèi)存中都是以補(bǔ)碼的形式進(jìn)行存儲(chǔ)，以及運(yùn)算，包括各種整型提升與截?cái)?。運(yùn)算時(shí)都要整型提升成32位，再看是否截?cái)唷?/p>

3，整型提升時(shí)，要看該變量的類型，如果是有符號(hào)類型，看第一個(gè)二進(jìn)制位符號(hào)位，如果符號(hào)位是1，就補(bǔ)1，如果是0，就補(bǔ)0。如果變量是無符號(hào)類型，就全補(bǔ)0。

4，打印時(shí)，要考慮，以什么形式打印。如果是%d，有符號(hào)的十進(jìn)制進(jìn)行打印，要看提升后的符號(hào)位，如果是1，就代表是負(fù)數(shù)，要轉(zhuǎn)為原碼打印，如果是0，就直接打?。ㄕ龜?shù)原，反，補(bǔ)碼都一樣）。如果是無符號(hào)的打印，就代表其補(bǔ)碼代表的就是一個(gè)無符號(hào)數(shù)的補(bǔ)碼，則原反補(bǔ)相同，就是補(bǔ)碼直接打印。

再來多看幾道題

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

a
10000000 00000000 00000000 10000000-原碼
111111111 111111111 111111111 011111111-反碼
111111111 111111111 111111111 10000000-補(bǔ)碼

補(bǔ)碼再進(jìn)行截?cái)?/p>

10000000

要以無符號(hào)十進(jìn)制進(jìn)行打印。整型提升

111111111 111111111 111111111 10000000

因?yàn)槭菬o符號(hào)打印，就代表，這個(gè)補(bǔ)碼代表的是一個(gè)無符號(hào)數(shù)。
直接就是原碼。

11111111 11111111 11111111 10000000-原碼

打印為4294967168

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

和上一題一樣

a
10000000 00000000 00000000 10000000-原碼
111111111 111111111 111111111 011111111-反碼
111111111 111111111 111111111 10000000-補(bǔ)碼

截?cái)嗪螅瑸?10000000
再提升，打印，就還是

111111111 111111111 111111111 10000000

直接打印。4294967168

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

已經(jīng)說了，所有運(yùn)算都是以補(bǔ)碼的形式進(jìn)行。

i
00000000 00000000 00000000 00001010-原碼
00000000 00000000 00000000 00001010-反碼
00000000 00000000 00000000 00001010-補(bǔ)碼

正數(shù)原，反，補(bǔ)，相同。

j
10000000 0000000 0000000 00010100-原碼
11111111 11111111 11111111 11101011-反碼
11111111 11111111 11111111 11101100-補(bǔ)碼

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

結(jié)果

11111111 11111111 11111111 11111110-補(bǔ)碼

怎么打印還是要看以什么形式打印，%d有符號(hào)打印，就轉(zhuǎn)回原碼

11111111 11111111 11111111 11110110-補(bǔ)碼
11111111 11111111 11111111 11110101-反碼
10000000 00000000 00000000 00001010-原碼

結(jié)果就是-10.

char
-128到127

在這里插入圖片描述

再來一題

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

在這里插入圖片描述

10000000000000000000000010000001- -129原碼
11111111111111111111111101111110-反碼
11111111111111111111111101111111-補(bǔ)碼
因?yàn)槭欠胚M(jìn)char類型內(nèi)存，要截?cái)啵?br /> 011111111
按照char 類型的補(bǔ)碼對(duì)比，就是127。

在這里插入圖片描述