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1. 1 数据类型介绍
1.2 类型的基本归类
2.1 整形在内存中的存储
2.2 原码、反码、补码
2.3 大小端字节序储存 (按照字节为单元排序)
百度2015年系统工程师笔试题:
2.4 有符号char和无符号char在内存中存储
2.5 把负数放在无符号整数中会发生什么
3.1 练习
4.1 浮点型在内存中的存储
4.2 浮点数存储规则
浮点数有可能精度丢失,不能精确保存
指数E从内存中取出还可以再分成三种情况:
1. 1 数据类型介绍
char | 字符数据类型 |
short | 短整型 |
int | 整型 |
long | 长整型,在c语言中,long>=int |
long long | 更长的整形 |
float | 单精度浮点数 |
double | 双精度浮点数 |
类型的意义:
1. 使用这个类型开辟内存空间的大小(大小决定了使用范围)
2. 如何看待内存空间的视角。
1.2 类型的基本归类
1.整形家族
char//虽然是字符类型,但是字符类型存储的时候存放的是字符的ASCII码值,是整数
//C语言没定义char是否为有符号还是无符号,取决于编译器
unsigned char
signed char
short //默认为有符号
unsigned short [int]
signed short [int]
int //默认为有符号
unsigned int
signed int
long //默认为有符号
unsigned long [int]
signed long [int]
2.浮点数家族
float //默认为有符号
double //默认为有符号
3.构造类型(自定义类型)
> 数组类型
> 结构体类型 struct
> 枚举类型 enum
> 联合类型 union
4.指针类型
int *pi;
char *pc;
float* pf;
void* pv;//空类型:void 表示空类型(无类型)通常应用于函数的返回类型、函数的参数、指针类型。
温度:(-5 10) 有正负的数据,可以存放在有符号的变量中
年龄(只有正数) 只有正数的数据,可以放在无符号的变量中
2.1 整形在内存中的存储
2.2 原码、反码、补码计算机中的整数有三种表示方法,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”
负整数的三种表示方法各不相同。
正数的原、反、补码都相同。
对于整形来说:数据存放内存中其实存放的是补码。
//整数可以写出三种2进制表示形式:
//原码:直接将数值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。
int main()
{
int a = 10;//整型值
//原码:00000000000000000000000000001010
//反码:00000000000000000000000000001010
//补码:00000000000000000000000000001010
int b = -10;//整型值
//原码:10000000000000000000000000001010
//反码:11111111111111111111111111110101
//补码:1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0110
// F F F F F F F 6
在内存中存放的十六进制为是:0xff ff ff f6吗?
//
return 0;
}
//正整数的原码、反码、补码相同
//负数的原码、反码、补码是需要计算的
可以看到,b数据在内存中存的是F6 FF FF FF,倒着存放,原因在于大小端
int main()
{
int a = 0x11223344;
return 0;
}
2.3 大小端字节序储存 (按照字节为单元排序)
大端字节序(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;
小端字节序(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。
int main()
{
int a = 0x11223344;
return 0;
}
为什么会有大小端模式之分呢?这是因为在计算机系统中,我们是以字节为单位的,每个地址单元 都对应着一个字节,一个字节为8bit。
但是还有16 bit的short型,32 bit的long型,另外,对于位数大于8位的处理器,例如16位或者32位的处理器,由于寄存器宽度大于一个字节,那么必然存在着一个如 何将多个字节安排的问题
百度2015年系统工程师笔试题:
请简述大端字节序和小端字节序的概念,设计一个小程序来判断当前机器的字节序。
思路:例如刚刚的0x11223344,我们只需要判断第一个字节是不是11即可
//00000000000000000000000000000001
//0x 00 00 00 01
int check_sys()
{
int a = 1;
char* p = (char*)&a;//向后访问一个字节
return *p;
}
//int check_sys()//第二种写法
//{
// int a = 1;
// return *(char*)&a;
//}
int main()
{
int ret = check_sys();
if (ret == 1)
{
printf("小端\n");
}
else
{
printf("大端\n");
}
2.4 有符号char和无符号char在内存中存储有符号取值-128~127
无符号取值0~255
注:10000000在有符号位中被直接解析为-128
2.5 把负数放在无符号整数中会发生什么
#include
int main()
{
unsigned int ch = -10;//作用1:创建变量时指定大小
//作用2:这个符号数怎么被理解取决于你如何使用
//-10
//10000000000000000000000000001010
//11111111111111111111111111110101
//11111111111111111111111111110110
//printf("%u\n", ch);//结果是非常大的整数 %u是打印无符号数
//意思是你要我打印的一定是无符号数,不是无符号数,我也认为是无符号数
printf("%d\n", ch);//结果是-10 %d是打印有符号数
//11111111111111111111111111110110转换成原码
//意思是你要我打印的一定是有符号数,不是有符号的数,我也认为是有符号数
return 0;
}
把一个负数放到无符号整形中,用不同的方法进行打印,其实本质就是让编译器在二进制位中进行 *** 作,有符号就把最高位理解为符号位,1为负数,0为整数
3.1 练习
//输出什么?
#include
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;
}
//输出什么?
#include
int main()
{
char a= -1;
//10000000000000000000000000000001
//11111111111111111111111111111110
//11111111111111111111111111111111
//发生截断,保留11111111 ,以%d打印,发生整型提升,最高位补符号位//11111111111111111111111111111111
结果为-1
signed char b=-1;
//10000000000000000000000000000001
//11111111111111111111111111111110
//11111111111111111111111111111111
//发生截断,保留11111111 以%d打印,发生整型提升,最高位补符号位//11111111111111111111111111111111
结果为-1
unsigned char c=-1;
//10000000000000000000000000000001
//11111111111111111111111111111110
//11111111111111111111111111111111
//发生截断,保留11111111,以%d打印,整型提升,无符号数高位直接补零
//00000000000000000000000011111111
结果为255
printf("a=%d,b=%d,c=%d",a,b,c);//a=-1 b=-1 c=255
return 0;
}
3.2 下面程序输出什么?
#include
int main()
{
char a = -128;
printf("%u\n",a);
return 0;
}
#include
int main()
{
char a = -128;//~128-127
//1000000000000000000000010000000 ---128的原码
//1111111111111111111111101111111 反码
//1111111111111111111111110000000 补码
,发生截断,保留10000000
//以%u打印(无符号整数),进行整型提升,由于a是char类型,
//11111111111111111111111110000000原码
//因为按照%u进行打印,我们认为这个数字是一个正数
答案是一个很大的是数字//4,294,967,168
printf("%u\n",a);
return 0;
}
3.3 下面程序输出什么?
#include
int main()
{
char a = 128;
//00000000000000000000000010000000
//截断10000000
//整型提升11111111111111111111111110000000
//以%u打印,很大的正数
printf("%u\n",a);
return 0;
}
3.4 下面程序输出什么?
int i= -20;
unsigned int j = 10;
printf("%d\n", i+j);
//按照补码的形式进行运算,最后格式化成为有符号整数
int main()
{
int i = -20;
//10000000000000000000000000010100
//11111111111111111111111111101011
//11111111111111111111111111101100 ~ -20的补码
//
unsigned int j = 10;
//00000000000000000000000000001010
//00000000000000000000000000001010
//00000000000000000000000000001010
printf("%d\n", i + j);//-10
//11111111111111111111111111101100
//00000000000000000000000000001010
//11111111111111111111111111110110 - 相加后的结果,补码
//11111111111111111111111111110101 - 反码
//10000000000000000000000000001010 - 原码
//答案是-10
return 0;
}
3.5 下面程序运行结果什么?
int main()
{
unsigned int i;
for (i = 9; i >= 0; i--)
{
printf("%u\n", i);//对一个无符号数来说,最小值是0
}
return 0;
}
//死循环,当i--变成-1时,11111111111111111111111111111111被理解为一个很大的数
// i==很大的数 继续循环--
3.6 下面程序输出什么?
int main()
{
char a[1000];
int i;
for(i=0; i<1000; i++)
{
a[i] = -1-i; //char取值范围~128-127
}
printf("%d",strlen(a));
return 0;
}
解题思路:strlen是求字符串长度的,找的'
4.1 浮点型在内存中的存储
'的位置,统计的下面这题的4个结果是什么?
int main()
{
int n = 9;
float *pFloat = (float *)&n;
printf("n的值为:%d\n",n);
printf("*pFloat的值为:%f\n",*pFloat);
*pFloat = 9.0;//找到了n
printf("num的值为:%d\n",n);
printf("*pFloat的值为:%f\n",*pFloat);
return 0;
}
之前出现多少个字符
'
4.2 浮点数存储规则
'的ASCII码值是0
答案是255,还记得上面画的那张char类型数据图么,逆时针循环直到遇到二进制浮点数停下
(-1)^S * M * 2^E
存入
num 和 *pFloat 在内存中明明是同一个数,为什么浮点数和整数的解读结果会差别这么大?
要理解这个结果,一定要搞懂浮点数在计算机内部的表示方法。
n=9,以整数形式放进去,以整数形式打印没问题
*pFloat = 0.000000是为什么呢?float指针解引用,认为在内存中的数据是浮点数,因为整数的存储方式和浮点数的在内存中存储方式有差异
第三个*pFloat是一个很大的数,以浮点数形式放,整数形式取,结果也不一样
根据国际标准IEEE(电气和电子工程协会)754,任意一个
(-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。
举例来说:5.5的二进制位为101.1
转换成浮点数存储方式
我们再转换一个浮点数试试
浮点数有可能精度丢失,不能精确保存
浮点数在内存中存储方式
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。
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。
前面说过, 1≤M<2 ,也就是说,M可以写成 1.xxxxxx 的形式,其中xxxxxx表示小数部分。
默认这个数的第一位总是1,因此可以被舍去,只保存后面的 xxxxxx部分。
等到读取的时候,再把第一位的1加上去。
至于指数E,情况就比较复杂。
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
例如:0.5-->(二进制)0.1 -->1.0*2^-1 ,M=1.0,E=-1
指数E从内存中取出还可以再分成三种情况:所以IEEE 754规定,
这时,如果有效数字M全为0,表示±无穷大(正负取决于符号位s) 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。
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。 例如0.5的E=-1,其阶码为-1+127=126,表示为 01111110, |
这时,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。 |
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