整形在内存中存储

本文详细介绍了计算机中整型数据的存储方式,包括源码、反码、补码的概念及其转换过程,并通过实例解释了小端和大端存储模式的区别。此外,还提供了一个简单的程序用于检测当前系统的字节序。

一个变量的创建是要在内存中开辟空间的,空间的大小是根据不同的类型而决定的;

我们知道创建一个整形需要分配4个字节的空间,那它是如何让存储的呢?

通过学习,我们知道对于整形来说:数据存放内存中其实存放的是补码。

先来了解一下源码,反码,补码。

源码:直接将二进制按照正负数的形式翻译成二进制就可以。

反码:将源码符号位不变,其他位依次按位取反。

补码:反码+1。

看代码

#include<stdio>
int main()
{
    int a=10;
    int b=-20;
}

a的地址  10的十六进制为00 00 00 0a

b的地址    -20的十六进制为ff ff ff ec

我们发现了顺序有点不对劲。

这是为什么?

大小端介绍

什么是大端、小端?
大端模式:是指数据的低位保存在内存的高地址中,而数据中的高位保存在内存的低地址中。
小端模式:是指数据的低位保存在内存的低地址中,而数据中的高位保存在内存的高地址中。

所以,10、-20都是低地址放在数据的高位;所以为小端存储模式。

设计一个小程序判断当前机器的字节序。

#include<stdio.h>
int check_sys()
{
	int i = 1;//1为大端,0为小端
	return (*(char*)& i);
}
int main()
{	int a = 10;
	
	int ret = check_sys();
	if (ret == 1)
	{
		printf("小端");
	}
	else
	{
		printf("大端");
	}
	return 0;
}
练习:以下程序输出多少?
#include<stdio.h>
int main()
{
	int i = -20;
	unsigned int j = 10;
	printf("%d\n", i + j);
	return 0;
}


//10000000 00000000 00000000 00010100       -20的源码
//11111111 11111111 11111111 11101011       -20的反码
//11111111 11111111 11111111 11101100       -20的补码
//00000000 00000000 00000000 00001010       无符号10的源码,补码,反码
//11111111 11111111 11111111 11110110       -20+10的补码
//11111111 11111111 11111111 11110101       -20+10的反码

//10000000 00000000 00000000 00001010       -20+10的源码



































### 变量在内存中的存储机制 变量在计算机内存中的存储涉及多个层面的概念和技术细节。当定义一个变量时,编译器或解释器会根据该变量的数据类型为其分配特定数量的字节来保存其值。 对于基本类型的变量(如整数、浮点数),它们通常被直接存储在一个连续的地址空间内[^1]。例如,在C语言中声明`int a = 10;`,此时操作系统会在栈区为这个名为a的整形变量分配4个字节的空间,并将数值10写入这块区域。如果是在函数内部创建,则一般位于调用栈帧里;如果是全局变量则可能放置于数据段。 而对于复合型变量或是指针指向的对象来说情况就更加复杂一些。比如字符串常量可能会存在只读静态区内,动态申请的大块缓冲区往往来自堆上。特别是像MATLAB这样的高级编程环境所提供的结构体数组等自定义类型,不仅涉及到单个成员属性所占用的实际位宽计算,还需要考虑额外开销用来维护整个集合间的关系以及支持高效的随机访问特性[^3]。 另外值得注意的是,现代多线程应用程序中还存在着共享资源的问题——即不同执行路径之间能否安全地并发修改同一份实例副本?这就引入了诸如互斥锁之类的同步原语概念,同时也影响到了底层缓存一致性协议的设计思路[^2]。 ```c++ // C++ 示例展示简单变量与指针在内存布局上的差异 #include <iostream> using namespace std; struct Point { int x; int y; }; int main() { int num = 5; // 基本类型变量 double pi = 3.14; // 浮点数类型变量 cout << "Address of 'num': " << &num << endl; cout << "Sizeof(int): " << sizeof(num) << " bytes" << endl; char* strPtr = new char[7]; // 动态分配字符数组 strcpy(strPtr, "hello"); // 复制字符串到新位置 struct Point pnt{10, 20}; // 用户定义类型对象 void *ptrToPnt = (void*)&pnt;// 获取并转换成通用指针形式 delete[] strPtr; // 清理不再使用的堆内存 } ```
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