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4.数据存储**

news 来源：原创 2025/5/26 3:22:54

1. 整形存储规则，原反补

2. 大小端及如何判断（常考）

3. 类型提升和截断

1.这个程序输出什么：（无符号char提升为int）

2. 这个程序输出什么：

3.这个程序输出什么：

4.这个程序输出什么：

4.浮点数的存储（很少考）

1. 整形存储规则，原反补

计算机中的整数有三种表示方法，原码，反码，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，1表示负，而数值位这三种表示方法各不相同。

原码：直接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，其他位按位取反

补码：反码+1就是补码

正数的原反补是相同的，对于整形来说：数据存放内存中其实存的是补码。

为什么？

使用补码可以将符号位和数值部分统一处理；同时，CPU只有加法器，补码可以让加法和减法也可以统一处理。此外，补码与原码相互转换，其运算过程相同，不需要额外的硬件电路。

int main()
{
    int a = 20;
    int b = -2;
    return 0;
}

上面是紫色的&b的值，绿色的是&a的值，可以看出a，b分别存的是补码。但是我们发现顺序有点不对劲。

2. 大小端及如何判断（常考）

大端：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：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。

上面的例子就是小端，-2的补码：ff ff ff fe，fe是数据的低位，保存在5ffe58这个低位。

上一章讲联合的时候我们讲过一种判断大小端的方法。

这里是另一种：

int check_sys()
{
    int i = 1;
    return (*(char *)&i);
}

int main()
{
    if (check_sys())
        printf("小端\n");
    else
        printf("大端\n");
}

(char *)&i 将这个地址强制转换为 char* 类型，即指向 char 的指针。这样做的目的是为了能够访问 i 的第一个字节（低地址）。
*(char *)&i 解引用这个指针，获取 i 的第一个字节的值。
如果系统是小端序，最低有效字节存储在内存的低地址处，因此 i 的第一个字节是 1，check_sys() 返回 1。
如果系统是大端序，最高有效字节存储在内存的低地址处，因此 i 的第一个字节是 0，check_sys() 返回 0。

3. 类型提升和截断

类型提升是为了避免数据丢失，自动将较小的类型转换为较大的类型。
类型截断可能导致数据丢失，通常发生在将较大的类型赋值给较小的类型时。

1.这个程序输出什么：（无符号char提升为int）

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 和 b 的输出
- a 和 b 都是有符号字符类型，值为 -1。
- 当 char 或 signed char 被提升为 int 时，会按符号位提升。-1 的二进制表示为 11111111（8 位），提升为 int 后变为 11111111 11111111 11111111 11111111（32 位），仍然是 -1。
- 因此，a 和 b 的输出都是 -1。
c 的输出
- c 是无符号字符类型，值为 255（因为 -1 被解释为无符号数）。
- 当 unsigned char 被提升为 int 时，高位补0，255 的二进制表示为 11111111（8 位），提升为 int 后变为 00000000 00000000 00000000 11111111（32 位），仍然是 255。
- 因此，c 的输出是 255。

2. 这个程序输出什么：

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

char a = -128; 的二进制表示
- char 是 8 位有符号类型，范围是 -128 到 127。
- -128 的二进制补码表示是 10000000（8 位）。
a 被提升为 int
- 当 char 被提升为 int 时，符号位会扩展。-128 的二进制表示为 10000000（8 位），提升为 int 后变为 11111111 11111111 11111111 10000000（32 位），这仍然是 -128。
以 %u 格式输出
- %u 是无符号整数格式，它会将 int 类型的值解释为无符号整数。
- -128 的二进制补码表示为 11111111 11111111 11111111 10000000（32 位），直接解释为无符号整数时，其值为 4294967168（即 2^32 - 128）。

3.这个程序输出什么：

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

char a = 128;

char 类型通常是一个 8 位有符号整数，取值范围是 -128 到 127。
赋值 128 给 char 类型的变量 a 时，128 超出了 char 的范围，因此会发生 类型截断。
128 的二进制表示为 10000000。对于有符号的 char 类型，最高位是符号位，10000000 被解释为 -128（因为这是有符号整数的二进制补码表示）。

4.这个程序输出什么：

int main()
{
  unsigned char a = 200;
  unsigned char b = 100;
  unsigned char c = 0;
  c = a + b;
  printf(“%d %d”, a+b,c);
  return 0;
}

1. 变量定义

unsigned char a = 200;
- unsigned char 是无符号字符类型，占用 8 位，取值范围是 0 到 255。
- a 被赋值为 200，这是一个合法的值。
unsigned char b = 100;
- b 被赋值为 100，这也是一个合法的值。
unsigned char c = 0;
- c 被初始化为 0。

2. c = a + b;

a + b 的计算：
- a 的值是 200，b 的值是 100。
- a + b = 200 + 100 = 300。
但是，unsigned char 的取值范围是 0 到 255，300 超出了这个范围。
由于 unsigned char 是 8 位无符号整数，超出范围的值会被截断，只保留低 8 位。
- 300 的二进制表示是 100101100（9位）。
- 只保留低 8 位，得到 00101100，即 44。
因此，c 被赋值为 44。