理解整型在内存中的存储

简介: 理解整型在内存中的存储

理解整型在内存中的存储


对于整型,我想大家都不感到陌生,毕竟程序员天天都得int,int 类型的输入,强调!因此,深入理解整型在内存中的存储方式,显得尤为重要!


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对于整型:int 大家都知道,占据4个字节,但是这4个字节在内存中是怎样分配的呢?这就值得大家去思考,比如:定义:int a=10,  计算机是如何将a 的值存储在计算机中的??


想要理解笔者上面的简单举列,就需要知道:计算机中的整数有三种2进制表示方法,即原码、反码和补码。


   原码、反码、补码

计算机中的整数有三种2进制表示方法,即原码、反码和补码。

三种表示方法均有符号位和数值位两部分,符号位都是用0表示“正”,用1表示“负”,而数值位

正数的原、反、补码都相同。

负整数的三种表示方法各不相同。

原码

         直接将数值按照正负数的形式翻译成二进制就可以得到原码。

反码

        将原码的符号位不变,其他位依次按位取反就可以得到反码


补码

       反码+1就得到补码


对于整形来说:数据存放内存中其实存放的是补码


对于上述情况,笔者用代码加分析的方式来带大家分析:


#include <stdio.h>
int main()
{
  int a = 20;
  return 0;
}

在上述代码中,我们主要看a在内存中的存储方式,因此没有用printf()函数打印出来结果!这个只能由我们调试来进行!


经过运行后的结果为: 14   00   00   00


在这里指的是16进制的运算结果!1*16^1+4*16^0=20;



    什么大端小端:


大端(存储)模式,是指数据的低位保存在内存的高地址中,而数据的高位,保存在内存的低地址中;小端(存储)模式,是指数据的低位保存在内存的低地址中,而数据的高位,,保存在内存的高地址中。


为什么有大端和小端??


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 x ,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


上述内容可以概括为:


1.对于123(一百二十三):  1为高位,3为低位!


2.对于0x11223344在内存中的存储举列:


image.png


下面笔者借用:


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。(10分)


来带领大家认识大小端:


//代码1
#include <stdio.h>
int check_sys()
{
  int i = 1;
  return (*(char*)&i);
}
int main()
{
  int ret = check_sys();
  if (ret == 1)
  {
  printf("小端\n");
  }
  else
  {
  printf("大端\n");
  }
  return 0;
}


上述代码中,直接在main函数里面调用了check_sys()  这个函数!


在函数体部分,通过定义int i = 1; 判断在内存中的存储情况!


return (*(char*)&i);通过取地址操作符,将a 的地址取出来,在强制转化为char*类型的指针,最后解引用,然后得到第一个字节!


若是01则返回值为1,为小端,否则为00,则是大端!

 


上述代码的运行结果为:


6de278e6d6694ce5bb08e7e842b7e74b.png


需要强调的是,这个仅仅是笔者的编译器所产生的结果,对于其他编译器,或许有着不同的情况!


因此笔者的编译器是小端存储模式!


上述代码也可以更改为:


#include <Stdio.h>
int check_sys()
{
  union
  {
  int i;
  char c;
  }un;
  un.i = 1;
  return un.c;
}
int main()
{
  int ret = check_sys();
  if (ret == 1)
  {
  printf("小端\n");
  }
  else
  {
  printf("大端\n");
  }
  return 0;
}


上述代码用union函数来涉及,该段代码,仅供参考,最后的运转结果还是一样的!


0a2653c851af460fa595bd959398a8f1.png


综上所述,笔者所要表达的内容已经完毕,读者若有不同的见解,请及时联系笔者!


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