2.
#include <stdio.h> int main() { char a = -128; printf("%u\n",a); return 0; }
//1000 0000 0000 0000 0000 0000 1000 0000
//1111 1111 1111 1111 1111 1111 0111 1111
//1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000 0000
//截断 1000 0000-a
//提升1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000 0000
// 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0111 1111
// 1000 0000 0000 0000 0000 0000 1000 0000-所有都是有效位
char的范围是-128-127,unsigned char为0-255顺时针是从1到127, 加1之后变成-128,之后不断加1变成-1
char的图解
unsigned char 的图解
3.
#include <stdio.h> int main() { char a = 128; printf("%u\n",a); return 0; }
//0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000 0000
//0111 1111 1111 1111 1111 1111 0111 1111
//0111 1111 1111 1111 1111 1111 1000 0000
//截断 - 1000 0000
//提升 - 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000 0000
// 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0111 1111
// 1000 0000 0000 0000 0000 0000 1000 0000-原码-128
4.
int i= -20; unsigned int j = 10; printf("%d\n", i+j);
//10000000000000000000000000010100
//11111111111111111111111111101011
//11111111111111111111111111101100-i的补码
//00000000000000000000000000001010-j的补码
//11111111111111111111111111110110 - 补码
//11111111111111111111111111110101
//10000000000000000000000000001010-两者原码
//-10
5.
#include<stdio.h> #include <windows.h> unsigned int i; for(i = 9; i >= 0; i--) { printf("%u\n",i); Sleep(1000); }
6.
int main() { char a[1000]; int i; for(i=0; i<1000; i++) { a[i] = -1-i; } printf("%d",strlen(a)); return 0; }
7.
#include <stdio.h> unsigned char i = 0; int main() { for(i = 0;i<=255;i++) { printf("hello world\n"); } return 0; }
unsigned范围是0-255,超过范围就死循环
三.浮点型在内存中的存储
1.常见的浮点数:float、double、long double
2.求下列代码输出结果
int main() { int n = 9; float* pFloat = (float*)&n; printf("n的值为:%d\n", n);//9 printf("*pFloat的值为:%f\n", *pFloat);//9.0 *pFloat = 9.0; printf("num的值为:%d\n", n);//9 printf("*pFloat的值为:%f\n", *pFloat);//9.0 return 0; }
num 和 *pFloat 在内存中明明是同一个数,为什么浮点数和整数的解读结果会差别这么大?
要理解这个结果,一定要搞懂浮点数在计算机内部的表示方法
3.浮点数存储规则
详细解读:
根据国际标准 IEEE (电气和电子工程协会) 754 ,任意一个二进制浮点数 V 可以表示成下面的形式:
(-1)^S * M * 2^E
(-1)^S 表示符号位,当 S=0 , V 为正数;当 S=1 , V 为负数。
M 表示有效数字,大于等于 1 ,小于 2 。
2^E 表示指数位。
举例来说:
十进制的5.0,写成二进制是 101.0 ,相当于 1.01×2^2 。
那么,按照上面V的格式,可以得出S=0,M=1.01,E=2。
十进制的-5.0,写成二进制是 -101.0 ,相当于 -1.01×2^2 。那么,S=1,M=1.01,E=2。
IEEE 754 规定:
对于 32 位的浮点数,最高的 1 位是符号位 s ,接着的 8 位是指数 E ,剩下的 23 位为有效数字 M 。
对于 64 位的浮点数,最高的 1 位是符号位S,接着的 11 位是指数 E ,剩下的 52 位为有效数字 M 。
IEEE 754 对有效数字 M 和指数 E ,还有一些特别规定。
前面说过, 1≤M<2 ,也就是说, M 可以写成 1.xxxxxx 的形式,其中 xxxxxx 表示小数部分。
IEEE 754 规定,在计算机内部保存 M 时,默认这个数的第一位总是 1 ,因此可以被舍去,只保存后面的
xxxxxx 部分。比如保存 1.01 的时
候,只保存 01 ,等到读取的时候,再把第一位的 1 加上去。这样做的目的,是节省 1 位有效数字。以 32 位
浮点数为例,留给 M 只有 23 位,
将第一位的 1 舍去以后,等于可以保存 24 位有效数字。
至于指数 E ,情况就比较复杂。
首先, E 为一个无符号整数( unsigned int )
这意味着,如果 E 为 8 位,它的取值范围为 0~255 ;如果 E 为 11 位,它的取值范围为 0~2047 。但是,我们
知道,科学计数法中的 E 是可以出
现负数的,所以 IEEE 754 规定,存入内存时 E 的真实值必须再加上一个中间数,对于 8 位的 E ,这个中间数
是 127 ;对于 11 位的 E ,这个中间
数是 1023 。比如, 2^10 的 E 是 10 ,所以保存成 32 位浮点数时,必须保存成 10+127=137 ,即
10001001 。
理解:
4.浮点数的取出
E不全为0或不全为1
这时,浮点数就采用下面的规则表示,即指数 E 的计算值减去 127 (或 1023 ),得到真实值,再将
有效数字 M 前加上第一位的 1 。
比如:
0.5 ( 1/2 )的二进制形式为 0.1 ,由于规定正数部分必须为 1 ,即将小数点右移 1 位,则为
1.0*2^(-1) ,其阶码为 -1+127=126 ,表示为
01111110 ,而尾数 1.0 去掉整数部分为 0 ,补齐 0 到 23 位 00000000000000000000000 ,则其二进
制表示形式为 :
0 01111110 00000000000000000000000
E全为0
这时,浮点数的指数E等于1-127(或者1-1023)即为真实值,
有效数字M不再加上第一位的1,而是还原为0.xxxxxx的小数。这样做是为了表示±0,以及接近于
0的很小的数字。
E全为1
这时,如果有效数字M全为0,表示±无穷大(正负取决于符号位s);
解释前面的题目:
int main() { int n = 9; float* pFloat = (float*)&n; printf("n的值为:%d\n", n);//9 printf("*pFloat的值为:%f\n", *pFloat);//9.0 *pFloat = 9.0; printf("num的值为:%d\n", n);//9 printf("*pFloat的值为:%f\n", *pFloat);//9.0 return 0; }
n的值为:9
*pFloat的值为:0.000000
num的值为:1091567616
*pFloat的值为:9.000000
图解:
可看出(-1)^0 * 0.00000000000000000001001 * 2^-126 是一个非常小的数字,而%f只能保存小数点后6位0.000000,几乎等价于0
而0 10000010 00100000000000000000000 这以有符号的整数打印,符号位为0,其余都是有效位,这个32位的二进制数,还原成十进制,正是 1091567616。