C語言——整形數據的存儲

• 前言
• 一、原反補碼
• 二、大小端
• • 計算機對數據的存儲方式可分為大端存儲和小端存儲模式。
• 三、整形的截斷與提升
• • • 1.整形截斷
    • 2.整形提升
    • 舉例說明

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前言

C語言中整形數據的存儲主要有三個重點。1、原反補碼 2、大小端 3、整形截斷和提升

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一、原反補碼

原碼、反碼、補碼是計算機中對數字的二進制表示方法。

原碼：將最高位作為符號位（0表示正，1表示負），其它數字位代表數值本身的絕對值的數字表示方式。

反碼：如果是正數，則表示方法和原碼一樣；如果是負數，符號位不變，其余各位取反，則得到這個數字的反碼表示形式。

補碼：如果是正數，則表示方法和原碼一樣；如果是負數，則將數字的反碼加上1（相當于將原碼數值位取反然后在最低位加1 。
用八位二進制數舉個例子：

原碼反碼補碼

1	00000001	00000001	00000001
-1	10000001	11111110	11111111

那么為什么會有原反補碼存在呢？ 原因是計算機只有加法器，沒有減法器。
在計算器中，所有的減法計算都必須用加法進行，通過被減數的補碼代替被減數，可以把減法轉變為加法運算。
用上例中的兩數相加試一試。
如果用原碼計算：

可以看到答案是-2，但這并不是正確的結果，因此聰明的計算機先驅們創造了補碼，利用補碼相加：

這樣一來，計算的答案就正確了！

二、大小端

計算機對數據的存儲方式可分為大端存儲和小端存儲模式。

采用大小模式對數據進行存放的主要區別在于在存放的字節順序，大端方式將高位存放在低地址，小端方式將低位存放在低地址。采用大端方式進行數據存放符合人類的正常思維，而采用小端方式進行數據存放利于計算機處理。到目前為止，采用大端或者小端進行數據存放，其孰優孰劣也沒有定論。

在一個處理器系統中，有可能存在大端和小端模式同時存在的現象。這一現象為系統的軟硬件設計帶來了不小的麻煩，因此，判斷系統到底是大端還是小段存儲是非常終于重要的。
設計一個函數判斷大小端：

代碼一： void bigorsmall() { int a = 1; char b = *(char*)&a; if(b==1)printf("小端\n") elseprintf("大端\n"); } 代碼二（利用聯合體判斷）：int bigorsmall() {union{ int i;char c;}un;un.i = 1;return un.c; } 如果返回1，則說明是小端機，0則是大端機。

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三、整形的截斷與提升

整形的截斷和提升是給整形賦值時可能會發生的事件。

1.整形截斷

機制將字節數多的數據類型賦給字節數少的數據類型時觸發

效果	截取低位的數據，舍棄高位數據

2.整形提升

機制將字節數少的數據類型賦給字節數多的數據類型時觸發

效果	1.無符號數->向多出的高位補0 ----------------- 2.有符號數->補符號位

舉例說明

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

上面代碼的輸出結果是44。原因是由于200+100=300，但無符號char型的最大值是255，300的二進制數是100101100此時傳值就會發生截斷，舍棄最高位的1，剩下的低八位就是44了。

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

上面代碼的輸出結果如下

這里為什么會輸出一個這么大的數字呢，我們把它轉換成二進制看看，轉換成二進制的結果是11111111 11111111 11111111 10000000，可以看到前面那么多1的原因應該是進行了補位。

這就是整形提升的效果，來分析一下這段代碼。
這里給a賦值的第一步首先進行了整形截斷，-128的二進制是110000000，補碼是110000000，截斷后變成10000000(8位二進制數)。

然后需要%u打印時就要進行整形提升到32位，補充符號位后就變成了11111111 11111111 11111111 10000000，因此就能理解輸出結果為什么這樣了。

總結

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