数据在内存中的存储--整形在内存中的存储(保姆式教学

本文详细解释了原码、反码、补码的概念及其在整数运算中的应用,并介绍了大端和小端存储模式的区别及其实现方法。

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1.原/反/补码

在具体了解整形数据在内存中的存储之前,我们需要先了解原反补码这个数据表示的概念:

 

 在了解了原反补码之后呢,那么我们难免会有这样的思考:原反补码到底有啥用呢?或者说,啥时候需要用到原码,又啥时候需要用到反码or补码呢?

其实,在整形数据的存储中,都是采用的补码形式。(但数据打印输出的值是原码所对应的值

 【1】那么,该如何理解 “ 使用补码可以将符号位和数值域统一处理 ” 呢?

众所周知,在整形数据进行运算的时候(补码参与运算),若对于有符号类型数据而言,不仅仅是数值域参与运算,符号位也是会参与运算的。看如下代码和解析:

 

 【2】又该如何理解 ” 补码和原码是相互转化的,且其运算过程是一致的 ” 呢?

我们都知道,(对于负整数而言)从原码 --> 补码,只需先将数据位按位取反后+1;我们也知道,(对于负整数而言)从补码 --> 原码,只需先-1后将数据位按位取反。但实际上,从补码 --> 原码,同样可以采用 “ 将数据位按位取反后+1 ” 的思路进行处理,

所以,补码和原码是相互转化的,且其运算过程是一致的。

2. 大/小端存储模式

首先,啥是大/小端存储模式呢?

 那么,又为什么会出现大/小端存储模式呢?

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8 bit。但是在C语言中除了8 bit的char之外,还有16 bit的short
型,32 bit的long型(要看具体的编译器),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。因
此就导致了大端存储模式和小端存储模式。

例如:一个 16bit 的 short 型 a ,在内存中的地址为 0x0010 , x 的值为 0x1122 ,那么 0x11 为高字节, 0x22 为低字节。对于大端模式,就将 0x11 放在低地址中,即 0x0010 中, 0x22 放在高地址中,即 0x0011 中。小端模式,刚好相反。我们常用的 X86 结构是小端模式,而 KEIL C51 则为大端模式。很多的ARM,DSP都为小端模式。有些ARM处理器还可以由硬件来选择是大端模式还是小端模式。

Maybe听到这里,你可能还有些许小困惑,到底啥是大小端存储呢?下面图示说明,例子还是采取上面文字中的short类型变量a,

想必聪明的你,一直在心中对大小端存储的方式有了大概的认知了,那么接下来,我们进入实战!

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。

对于概念,由于上文提到,此处就不再赘述,我们具体来看代码实现:

思路呢?如何根据打印输出结果来判断呢?我们这里采取 ” 打印输出整型数1的最低位地址所对应的数据 ” 来判断是大端or小端。

 

当然,需要注意的是,只有 >1字节的数据在内存中进行存储时才讲究排序的顺序(内存中的最小编号是1个字节,一个地址所标识的内存空间大小为1个字节),相反 <=1个字节的数据在内存中进行存储时,也就不讲究排序的顺序了,自然也无大小端存储可言。

下集预告:数据在内存中的存储--浮点数在内存中的存储(保姆式教学

写文不易,希望可爱的看官大大们留下3连再走吧!!!

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 爱妻在此谢过大家了~~(狗头

 

 

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