前言

本文繼續(xù)學習數(shù)據(jù)在內存中存儲的相關知識點。

• 數(shù)據(jù)存儲
• 整型提升

數(shù)據(jù)的存儲的知識點練習

通過幾個練習來深入學習數(shù)據(jù)在內存中存儲的知識點，先復習前面學過的整形提升的知識點：C語言操作符超詳細講解下篇

整形提升是按照變量的數(shù)據(jù)類型的符號來提升的

負數(shù)的整形提升，最高位補充符號位，即1，例如

char a=-1;
11111111 截斷后的補碼
11111111111111111111111111111111 整形提升后

正數(shù)的整形提升，最高位補充符號位，即0，例如：

char a=1;
00000001 截斷后的補碼
00000000000000000000000000000001 整形提升后

無符號類型的整形提升，最高位直接補充符號位，即0，例如：

unsigned char c = -1;
11111111 截斷后的補碼
00000000000000000000000011111111  整形提升后

練習 1

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;
}

乍得一看，以為結果是 -1，-1，-1，下面具體分析：

    1、char a = -1;
第一步：-1是整數(shù)，在內存的存儲形式
    10000000000000000000000000000001  -1原碼
    11111111111111111111111111111110  -1反碼
    11111111111111111111111111111111  -1補碼
第二步：賦值給變量a,截斷補碼低字節(jié)的數(shù)據(jù)
    11111111
第三步：以%d的形式打印，先要整形提升，
       因為變量a是有符號，且是負數(shù)，所以高位補1
    11111111111111111111111111111111  補碼
    11111111111111111111111111111110  反碼
    10000000000000000000000000000001  原碼
第四步：最終打印是的原碼，數(shù)值是十進制 -1
    
    2、signed char b = -1;
    過程同有符號變量a的分析過程
    
    3、unsigned char c = -1;
第一步：-1在內存的存儲形式
    10000000000000000000000000000001  -1原碼
    11111111111111111111111111111110  -1反碼
    11111111111111111111111111111111  -1補碼
第二步：賦值給變量c,截斷補碼低字節(jié)的數(shù)據(jù)
    11111111
第三步：以%d的形式打印，先要整形提升，
    因為變量c是無符號的，最高位1為數(shù)據(jù)位，
    不是符號位，所以高位直接補0
    00000000000000000000000011111111  補碼
第四步：因為正數(shù)三碼相同
    最終打印的是原碼，數(shù)值是十進制255

結果見下圖：

練習 2

int main()
{
	char a = -128;
	printf("%u\n", a);
	return 0;
}

乍得一看，以為結果是 -128，下面具體分析：

    char類型 有符號類型數(shù)據(jù)范圍 -128-127
    char a = -128;
第一步：-128在內存的存儲形式
    10000000000000000000000010000000 原碼
    11111111111111111111111101111111 反碼
    11111111111111111111111110000000 補碼
第二步：賦值給char 變量a，發(fā)生截斷，取低字節(jié)數(shù)據(jù)
    10000000 - a
第三步：打印%u，首先進行整形提升
    因為變量a是有符號，且是負數(shù)，所以高位補充符號位，即補1
    11111111111111111111111110000000 補碼 負數(shù)
第四步：%u，認為是無符號數(shù)據(jù)，即正數(shù)。最高位1為數(shù)據(jù)位
    11111111111111111111111110000000 補碼 正數(shù)
第五步：因為正數(shù)三碼相同
    最終打印的是原碼，數(shù)值是十進制4,294,967,168

結果見下圖：

練習 3

int main()
{
	char a = 128;
	printf("%u\n", a);
	return 0;
}

乍得一看，以為結果是 128，下面具體分析：

第一步：整形128在內存的存儲形式
    00000000000000000000000010000000 原碼=反碼=補碼
第二步：賦值給char類型 a，發(fā)生截斷，取低字節(jié)數(shù)據(jù)
    10000000 - a
第三步：按照%u打印，先對a進行整型提升，
    因為變量a是有符號，且是負數(shù)，所以高位補充符號位，即補1
    11111111111111111111111110000000 補碼 負數(shù)
第四步：%u，認為是無符號數(shù)據(jù)，即正數(shù)。最高位1為數(shù)據(jù)位
    11111111111111111111111110000000 補碼 正數(shù)
第五步：因為正數(shù)三碼相同
    最終打印的是原碼，數(shù)值是十進制4,294,967,168

結果見下圖：

練習 4

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

乍得一看，以為結果是 -10，下面具體分析：

第一步：整形 -20 在內存的存儲形式
    10000000000000000000000000010100 原碼
    11111111111111111111111111101011 反碼
    11111111111111111111111111101100 補碼
第二步：整形 10 在內存的存儲形式
    00000000000000000000000000001010 原碼
    00000000000000000000000000001010 反碼
    00000000000000000000000000001010 補碼
第三步：i + j    補碼相加
    11111111111111111111111111101100 -20的補碼
    00000000000000000000000000001010 10的補碼
    11111111111111111111111111110110 相加后的補碼
第四步：最終打印的是原碼，數(shù)值是十進制 -10
    11111111111111111111111111110101 反碼
    10000000000000000000000000001010 原碼    

結果見下圖：

練習 5

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

乍得一看，以為結果是9 到0，共10個數(shù)，下面具體分析：

  1、i從9到0時，
    是正常的輸出9到0
  2、i=-1時
第一步：-1是整數(shù)，在內存的存儲形式
    10000000000000000000000000000001  -1原碼
    11111111111111111111111111111110  -1反碼
    11111111111111111111111111111111  -1補碼
第二步：-1賦值給無符號類型時，認為最高1為數(shù)據(jù)位
    11111111111111111111111111111111  變成的正數(shù)的補碼了
    數(shù)值大于0，又進入循環(huán)了，所以是死循環(huán)

結果見下圖：

練習 6

int main()
{
	char a[1000];
	int i;
	for (i = 0; i < 1000; i++)
	{
		a[i] = -1 - i;
	}
	printf("%d\n", strlen(a));//字符串長度，字符'\0'之前的字符個數(shù)
	printf("%d\n", sizeof(a));//字符串中字符的個數(shù)
	return 0;
	
}

乍得一看，以為結果是1000、1000，下面具體分析：

    char類型 有符號類型數(shù)據(jù)范圍 -128-127
  1、i從0到127時，
    是正常的輸出-1 -2 -3 ....-128
  2、i=128時
  a[128]=-129
第一步：-129是整數(shù)，在內存的存儲形式
    10000000000000000000000010000001 原碼
    11111111111111111111111101111110 反碼
    11111111111111111111111101111111 補碼
第二步：-129 賦值給char類型a[128]時，發(fā)生截斷，取低字節(jié)數(shù)據(jù)
    01111111 - a[128]=127

strlen求得字符串長度，是字符 ‘\0’ 之前的字符個數(shù)，而第256個元素a[256]=0時，ASCII碼值就是0，也就是字符 ‘\0’ 的ASCII碼值，于是認為字符串到此結束了，strlen(a)=255。

所以數(shù)組的元素規(guī)律是：

• 從-1到-128
• 然后輸出127到0
• 又從-1到-128
• 然后輸出127到0
• 這是一個循環(huán)，是一個圓

sizeof(a)求取字符串中字符的個數(shù)，sizeof(a)=1000：

數(shù)組中一共有1000個字符，第256個元素為0，ASCII碼與字符’\0’, 一樣，即字符串到此結束，strlen(a)=255。 ，從256到999都是有元素存在的，sizeof(a)=1000。下面是輸出結果。

練習 7

unsigned char i = 0;//無符號類型的數(shù)據(jù)范圍是：0-255
int main()
{
	for ( i = 0; i <=255; i++)
	{
		printf("hello world\n");
	}
	return 0;
}

乍得一看，以為結果是打印256行 hello world，下面具體分析：

1、i從0到255時
    正常打印 hello world
2、當i=256時
第一步：i=256,在內存中的存儲形式
    00000000000000000000000100000000 補碼
    賦值給無符號char i，發(fā)生截斷，取低字節(jié)數(shù)據(jù)
    00000000 - i 此時i又滿足循環(huán)條件了，又陷入死循環(huán)了

結果見下圖所示：

總結

通過7個練習來鞏固數(shù)據(jù)存儲的知識點，尤其是整型提升的內容，要注意掌握。

下一篇更新浮點型在內存中的存儲的相關知識點。

到此這篇關于C語言數(shù)據(jù)的存儲超詳細講解中篇練習的文章就介紹到這了,更多相關C語言 數(shù)據(jù)的存儲內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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