数据在内存中的存储

最新推荐文章于 2025-11-25 12:11:25 发布

原创最新推荐文章于 2025-11-25 12:11:25 发布 · 803 阅读

19 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#dubbo #java #开发语言

整数在内存中的储存

整数在2进制中有三种表示方法，分别是原码、反码和补码。
而对于有符号的整数，三种方法均有符号位和数值位两部分，符号位0表示正，0表示负，最高的一位为符号位，其余都是数值位。
正数的原码、反码、补码都相同
负数的三种方式各不相同

原码：直接按正负形式翻译成二进制形式
反码：符号位不变，其余位取反，把1变成0，把0变成1
补码：符号位不变，在反码的基础上加1

而整数在计算机中是以补码的形式储存的

大小端和字节序判断

什么是大小端

在这里插入图片描述
图中可知a为44332211（16进制），但在内存中却是倒着储存的，这是怎么回事呢？

当数据的字节位超过一个字节时，高低字节位的储存顺序的问题就会出现。就拿整型0x44332211举例，44是高位，11是地位，那么在地址由小到大的内存中是以44332211的形式储存呢，还是以11223344的形式储存呢？所以大小端的储存方式就出现了。
在这里插入图片描述

大端（存储）模式：

是指数据的低位字节内容保存在内存的⾼地址处，⽽数据的⾼位字节内容，保存内存的低地址处。

小端（存储）模式：

是指数据的低位字节内容保存在内存的低地址处，⽽数据的⾼位字节内容，保存在内存的⾼地址处

在不同的编译器中，是大端还是小端是不确定的。例如上图中VS2022就采用的是大端储存模式。

练习

练习1：

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。（10分）-百度笔试题

概念上面已经说过了，下面我们来设计一下这个程序。

我们可以设一个整型a=0x10000000,然后用char*指针对a的第一个字节进行解引用，如果是1，就是小端；如果是0，就是大端。

#include <stdio.h>
int check_store(int a)
{
	char*p = (char*) & a;
	return *p;
}
int main()
{
	int a = 0x10000000;
	int ret = check_store(a);
	if (ret == 1)
	{
		printf("小端");
	}
	else
	{
		printf("大端");
	}
	return 0;
}

当然，check_store也可以这样写：

check_store() 
{
union
{
  int i;
  char c;
}un;
un.i = 1;
return un.c; 
}

由于联合体只为最大的成员分配足够多的空间，且所有成员共用一块内存空间，所以char c和int i共用第一个字节，i=1后，小端模式c = 0,大端模式c = 1。
在这里插入图片描述

练习2：

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; 
}

请写出输出结果

这题考察我们char类型的储存范围和整型在内存中的储存

signed char类型的范围是-128~127，而unsigned char的范围是0~255，为什么是这样呢？
在这里插入图片描述
上面是signed char类型，而unsigned char便是正常的0~255了。
char是signed还是unsigned取决于编译器，而在vs中char是signed类型，所以输出a =-1,b=-1。
但是把-1赋给c时就不行了，-1的在内存储存是补码形式，即

11111111 11111111 11111111 11111111 //-1

但char只要后8位即

11111111

而c是unsigned类型，是正数，其补码就是原码，所以11111111就按正数形式读取，所以c=255。

验证一下：
在这里插入图片描述

练习3

题目1

#include <stdio.h>
int main
{
char a = -128;
printf("%u\n",a);
return 0; 
}

题目2

#include <stdio.h>
 int main()
 {
 char a = 128;
 printf("%u\n",a);
 return 0;
 }

对于题目1，-128以原码形式存入char a中为10000000，将其以unsigned int形式提取时要进行整型提升，10000000变为11111111 11111111 11111111 10000000，即4294967168

整型提升的规则是
有符号的:整型提升时是按照变量的补码被截断时的最高位是什么进行补位的，如果截断后最高位即最左面的一位数为 1 则在最高位前补 1 ，如果最高位是 0 则在前面补 0 ，补够32位即int类型即可。

无符号的直接在被截断的前面补 0 即可。

对于题目2，char类型的范围是-128~127，而128超出了这个范围，128的补码是10000000，放在char里即为有符号整型，再进行整型提升变为11111111 11111111 11111111 10000000，依然是4294967168。
我们来试验一下：
在这里插入图片描述

练习4

#include <stdio.h>
int main()
{
 char a[1000];
 int i;
 for(i=0; i<1000; i++)
 {
   a[i] = -1-i;
 }
 printf("%d",strlen(a));
 return 0;
}

从表面上来看，-1-i依此为-1，-2，-3，…，-998，-999，-1000，但我们知道char是-128~127，所以事情并非这么简单
在这里插入图片描述

实际上当减到-128，11111111就会变成01111111，即127，然后126，125，124…
而strlen是统计‘/0’之前的字符个数，即char=0时停止统计，-1到-128为128个字符，127~1为127个字符，共255个，所以结果是255，验证一下：
在这里插入图片描述

浮点数在内存中的储存

练习

#include <stdio.h>
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;
printf("n的值为：%d\n",n);
printf("*pFloat的值为：%f\n",*pFloat);
return 0;
}