为什么char类型最小值为-128?

博客探讨了char类型最小值为何为-128,通过补码的概念解释了-1至-128的二进制表示,指出-128的补码为10000000。同时提到了strlen与sizeof的区别,strlen计算字符串长度到遇到''为止,而sizeof则返回变量所占内存大小。

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  [-1]补码 = 11111111 ?

   -1 取绝对值 1

    1 原码00000001

    1 反码11111110

   补码为反码+111111111

    符号位置为111111111 <—— -1的补码           

 依次类推,[-2]补码 = 11111110 [-3]补码 = 11111101 ... [-128]补码 = 10000000,

  故char型最小值为-128。

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

此题看上去真的很简单,但是却鲜有人答对。答案是255。别惊讶,我们先分析分析。for 循环内,当i 的值为0 时,a[0] 的值为-1 。关键就是-1 在内存里面如何存储。我们知道在计算机系统中,数值一律用补码来表示(存储)。主要原因是使用补码,可以将符号位和其它位统一处理;同时,减法也可按加法来处理。另外,两个用补码表示的数相加时,如果最高位(符号位)有进位,则进位被舍弃。正数的补码与其原码一致;负数的补码:符号位为1 ,其余位为该数绝对值的原码按位取反,然后整个数加1。按照负数补码的规则,可以知道-1 的补码为0xff ,-2 的补码为0xfe…… 当i 的值为127时,a[127] 的值为-128 ,而-128 是char 类型数据能表示的最小的负数。当 i 继续增加,a[128]的值肯定不能是-129 。因为这时候发生了溢出,-129 需要9 位才能存储下来,而char 类型数据只有8 位,所以最高位被丢弃。剩下的8 位是原来9 位补码的低8 位的值,即0x7f 。当i 继续增加到255 的时候,-256 的补码的低8 位为0 。然后当i 增加到256 时,-257 的补码的低8 位全为1 ,即低八位的补码为0xff ,如此又开始一轮新的循环……按照上面的分析,a[0] 到a[254] 里面的值都不为0 ,而a[255] 的值为0 。strlen 函数是计算字符串长度的,并不包含字符串最后的‘\0 ’。而判断一个字符串是否结束的标志就是看是否遇到‘\0 ’。如果遇到‘\0 ’,则认为本字符串结束。分析到这里,strlen(a)的值为255 应该完全能理解了。这个问题的关键就是要明白char类型默认情况下是有符号的,其表示的值的范围为[-128,127],超出这个范围的值会产生溢出。另外还要清楚的就是负数的补码怎么表示。弄明白了这两点,这个问题其实就很简单了。

strlen与sizeof区别

  strlen(char*)函数求的是字符串的实际长度,它求得方法是从开始到遇到第一个'\0',如果你只定义没有给它赋初值,这个结果是不定的,它会从aa首地址一直找下去,直到遇到'\0'停止。

  char aa[10];cout<<strlen(aa)<<endl; //结果是不定的
  char aa[10]={'\0'}; cout<<strlen(aa)<<endl; //结果为0
  char aa[10]="jun"; cout<<strlen(aa)<<endl; //结果为3
  而sizeof()返回的是变量声明后所占的内存数,不是实际长度,此外sizeof不是函数,仅仅是一个操作符(关键字),strlen是函数。
  sizeof(aa) 返回10
  int a[10]; sizeof(a) 返回40 (根据语言int型 c 是两个字节 c++是四个 java 是两个)
  ⒈sizeof操作符的结果类型是 size_t ,它在头文件中typedef为unsigned int类型。
  该类型保证能容纳实现所建立的最大对象的字节大小。
  ⒉sizeof是操作符(关键字),strlen是函数。
  ⒊sizeof可以用类型做参数,strlen只能用char*做参数,且必须是以''\0''结尾的。
  sizeof还可以用函数做参数,比如:
  short f();
  printf("%d\n",sizeof(f()));
  输出的结果是sizeof(short),即2。
  ⒋数组做sizeof的参数不退化,传递给strlen就退化为 指针 了。
  ⒌大部分编译程序 在编译的时候就把sizeof计算过了是类型或是变量的长度这就是sizeof(x)可以用来定义数组维数的原因
  char str[20]="0123456789";
  int a=strlen(str); //a=10;
  int b=sizeof(str); //而b=20;
   6.strlen的结果要在运行的时候才能计算出来,是用来计算字符串的长度,不是类型占内存的大小。  
7.sizeof后如果是类型必须加括弧,如果是变量名可以不加括弧。这是因为sizeof是个操作符不是个函数。
  ⒏当适用了于一个结构类型时或变量, sizeof 返回实际的大小,
  当适用一静态地空间数组, sizeof 归还全部数组的尺寸。
  sizeof 操作符不能返回动态地被分派了的数组或外部的数组的尺寸
  ⒐数组作为参数传给函数时传的是指针而不是数组,传递的是数组的首地址,
  如:
  fun(char [8])
  fun(char [])
  都等价于 fun(char *)
  在C++里参数传递数组永远都是传递指向数组首元素的指针, 编译器 不知道数组的大小
  如果想在函数内知道数组的大小, 需要这样做:
  进入函数后用memcpy拷贝出来,长度由另一个形参传进去
  fun(unsiged char *p1,int len)
  {
  unsigned char* buf = new unsigned char[len+1]
  memcpy(buf,p1,len);
  }
  我们能常在用到 sizeof 和 strlen 的时候,通常是计算字符串数组的长度




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