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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

E不全为0或不全为1

根据国际标准IEEE(电气和电子工程协会)754,任意一个E全为0V可以表示成下面的形式:

E全为1

(-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

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。


指数E从内存中取出还可以再分成三种情况: 举个例子 int main() { float f = 5.5; // //101.1 //(-1)^0 * 1.011 * 2^2 //S = 0 //E = 2 +127 = 129 //M = 1.011 //存储到内存: //0 10000001 01100000000000000000000 //0x40b00000 // return 0; } int main() { int n = 9; // //00000000000000000000000000001001 //0 00000000 00000000000000000001001 //E = -126 //M = 0.00000000000000000001001 //S = 0 //(-1)^0 * 0.00000000000000000001001 * 2^-126 //1 * 0.00000000000000000001001 * 2^-126一个超级超级小的数字 float* pFloat = (float*)&n;//int* printf("n的值为:%d\n", n);//9 printf("*pFloat的值为:%f\n", *pFloat);//0.000000 *pFloat = 9.0; //9.0 //1001.0 //1.001 * 2^3 //(-1)^0 * 1.001 * 2^3 //S = 0 //M = 1.001 //E = 3 +127 //01000001000100000000000000000000一个很大的数字 // printf("num的值为:%d\n", n);//1,091,567,616 printf("*pFloat的值为:%f\n", *pFloat);//9.0 return 0; }[+++][+++]
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。


[+++]


回归我们最开始的问题

[+++]
)
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File: /www/wwwroot/outofmemory.cn/tmp/index.inc.php, Line: 166, include(/www/wwwroot/outofmemory.cn/tmp/route_read.php)
File: /www/wwwroot/outofmemory.cn/index.php, Line: 30, include(/www/wwwroot/outofmemory.cn/tmp/index.inc.php)
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File: /www/wwwroot/outofmemory.cn/tmp/plugin_ss_superseo_model_superseo.php, Line: 473, decode(

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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

E不全为0或不全为1

根据国际标准IEEE(电气和电子工程协会)754,任意一个E全为0V可以表示成下面的形式:

E全为1

(-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

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。


指数E从内存中取出还可以再分成三种情况: 举个例子 int main() { float f = 5.5; // //101.1 //(-1)^0 * 1.011 * 2^2 //S = 0 //E = 2 +127 = 129 //M = 1.011 //存储到内存: //0 10000001 01100000000000000000000 //0x40b00000 // return 0; } int main() { int n = 9; // //00000000000000000000000000001001 //0 00000000 00000000000000000001001 //E = -126 //M = 0.00000000000000000001001 //S = 0 //(-1)^0 * 0.00000000000000000001001 * 2^-126 //1 * 0.00000000000000000001001 * 2^-126一个超级超级小的数字 float* pFloat = (float*)&n;//int* printf("n的值为:%d\n", n);//9 printf("*pFloat的值为:%f\n", *pFloat);//0.000000 *pFloat = 9.0; //9.0 //1001.0 //1.001 * 2^3 //(-1)^0 * 1.001 * 2^3 //S = 0 //M = 1.001 //E = 3 +127 //01000001000100000000000000000000一个很大的数字 // printf("num的值为:%d\n", n);//1,091,567,616 printf("*pFloat的值为:%f\n", *pFloat);//9.0 return 0; }[+++]
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。


[+++]


回归我们最开始的问题

[+++]
)
File: /www/wwwroot/outofmemory.cn/tmp/route_read.php, Line: 126, InsideLink()
File: /www/wwwroot/outofmemory.cn/tmp/index.inc.php, Line: 166, include(/www/wwwroot/outofmemory.cn/tmp/route_read.php)
File: /www/wwwroot/outofmemory.cn/index.php, Line: 30, include(/www/wwwroot/outofmemory.cn/tmp/index.inc.php)
Error[8]: Undefined offset: 43, File: /www/wwwroot/outofmemory.cn/tmp/plugin_ss_superseo_model_superseo.php, Line: 121
File: /www/wwwroot/outofmemory.cn/tmp/plugin_ss_superseo_model_superseo.php, Line: 473, decode(

目录

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

E不全为0或不全为1

根据国际标准IEEE(电气和电子工程协会)754,任意一个E全为0V可以表示成下面的形式:

E全为1

(-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

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。


指数E从内存中取出还可以再分成三种情况: 举个例子 int main() { float f = 5.5; // //101.1 //(-1)^0 * 1.011 * 2^2 //S = 0 //E = 2 +127 = 129 //M = 1.011 //存储到内存: //0 10000001 01100000000000000000000 //0x40b00000 // return 0; } int main() { int n = 9; // //00000000000000000000000000001001 //0 00000000 00000000000000000001001 //E = -126 //M = 0.00000000000000000001001 //S = 0 //(-1)^0 * 0.00000000000000000001001 * 2^-126 //1 * 0.00000000000000000001001 * 2^-126一个超级超级小的数字 float* pFloat = (float*)&n;//int* printf("n的值为:%d\n", n);//9 printf("*pFloat的值为:%f\n", *pFloat);//0.000000 *pFloat = 9.0; //9.0 //1001.0 //1.001 * 2^3 //(-1)^0 * 1.001 * 2^3 //S = 0 //M = 1.001 //E = 3 +127 //01000001000100000000000000000000一个很大的数字 // printf("num的值为:%d\n", n);//1,091,567,616 printf("*pFloat的值为:%f\n", *pFloat);//9.0 return 0; }
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。


[+++]


回归我们最开始的问题

[+++]
)
File: /www/wwwroot/outofmemory.cn/tmp/route_read.php, Line: 126, InsideLink()
File: /www/wwwroot/outofmemory.cn/tmp/index.inc.php, Line: 166, include(/www/wwwroot/outofmemory.cn/tmp/route_read.php)
File: /www/wwwroot/outofmemory.cn/index.php, Line: 30, include(/www/wwwroot/outofmemory.cn/tmp/index.inc.php)
Error[8]: Undefined offset: 44, File: /www/wwwroot/outofmemory.cn/tmp/plugin_ss_superseo_model_superseo.php, Line: 121
File: /www/wwwroot/outofmemory.cn/tmp/plugin_ss_superseo_model_superseo.php, Line: 473, decode(

目录

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

E不全为0或不全为1

根据国际标准IEEE(电气和电子工程协会)754,任意一个E全为0V可以表示成下面的形式:

E全为1

(-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

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。


指数E从内存中取出还可以再分成三种情况: 举个例子 int main() { float f = 5.5; // //101.1 //(-1)^0 * 1.011 * 2^2 //S = 0 //E = 2 +127 = 129 //M = 1.011 //存储到内存: //0 10000001 01100000000000000000000 //0x40b00000 // return 0; } int main() { int n = 9; // //00000000000000000000000000001001 //0 00000000 00000000000000000001001 //E = -126 //M = 0.00000000000000000001001 //S = 0 //(-1)^0 * 0.00000000000000000001001 * 2^-126 //1 * 0.00000000000000000001001 * 2^-126一个超级超级小的数字 float* pFloat = (float*)&n;//int* printf("n的值为:%d\n", n);//9 printf("*pFloat的值为:%f\n", *pFloat);//0.000000 *pFloat = 9.0; //9.0 //1001.0 //1.001 * 2^3 //(-1)^0 * 1.001 * 2^3 //S = 0 //M = 1.001 //E = 3 +127 //01000001000100000000000000000000一个很大的数字 // printf("num的值为:%d\n", n);//1,091,567,616 printf("*pFloat的值为:%f\n", *pFloat);//9.0 return 0; }
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。


 


回归我们最开始的问题

[+++]
)
File: /www/wwwroot/outofmemory.cn/tmp/route_read.php, Line: 126, InsideLink()
File: /www/wwwroot/outofmemory.cn/tmp/index.inc.php, Line: 166, include(/www/wwwroot/outofmemory.cn/tmp/route_read.php)
File: /www/wwwroot/outofmemory.cn/index.php, Line: 30, include(/www/wwwroot/outofmemory.cn/tmp/index.inc.php)
C语言拯救者 进阶(数据在内存中的存储--9)_C_内存溢出

C语言拯救者 进阶(数据在内存中的存储--9)

C语言拯救者 进阶(数据在内存中的存储--9),第1张

目录

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

E不全为0或不全为1

根据国际标准IEEE(电气和电子工程协会)754,任意一个E全为0V可以表示成下面的形式:

E全为1

(-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

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。


指数E从内存中取出还可以再分成三种情况: 举个例子 int main() { float f = 5.5; // //101.1 //(-1)^0 * 1.011 * 2^2 //S = 0 //E = 2 +127 = 129 //M = 1.011 //存储到内存: //0 10000001 01100000000000000000000 //0x40b00000 // return 0; } int main() { int n = 9; // //00000000000000000000000000001001 //0 00000000 00000000000000000001001 //E = -126 //M = 0.00000000000000000001001 //S = 0 //(-1)^0 * 0.00000000000000000001001 * 2^-126 //1 * 0.00000000000000000001001 * 2^-126一个超级超级小的数字 float* pFloat = (float*)&n;//int* printf("n的值为:%d\n", n);//9 printf("*pFloat的值为:%f\n", *pFloat);//0.000000 *pFloat = 9.0; //9.0 //1001.0 //1.001 * 2^3 //(-1)^0 * 1.001 * 2^3 //S = 0 //M = 1.001 //E = 3 +127 //01000001000100000000000000000000一个很大的数字 // printf("num的值为:%d\n", n);//1,091,567,616 printf("*pFloat的值为:%f\n", *pFloat);//9.0 return 0; }
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。


 


回归我们最开始的问题

					
										


					

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原文地址: https://outofmemory.cn/langs/562623.html

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