数据在内存中的存储之整数存储

简介: 数据在内存中的存储之整数存储

整数在内存中的存储

整数的2进制表示方法有三种,即原码、反码和补码

三种表示方法均有符号位数值位两部分,符号位都是0表用示“正”,用1表示“负”,而最高的一位是被当做符号位,剩余的都是数值位。

正整数的原、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得到的就是原码。

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。

为什么呢?

在计算机系统中,数值一律用补码来表示和存储

原因在于,使用补码,可以将符号位和数值域统⼀处理;

同时,加法和减法也可以统⼀处理(CPU只有加法器)此外,补码与原码相互转换,其运算过程是

相同的,不需要额外的硬件电路。

 

1.1大小端字节序和字节序判断

大小端:

       其实超过一个字节的数据在内存中存储的时候,就有存储顺序的问题,按照不同的存储顺序,我们分为大端字节序存储和小端字节序存储,下面是具体的概念:

大端(存储)模式:是指数据的低位字节内容保存在内存的高地址处,而数据的高位字节内容,保存在内存的低地址处。

小端(存储)模式:是指数据的低位字节内容保存在内存的低地址处,而数据的高位字节内容,保存在内存的高地址处。

上述概念需要记住,方便分辨大小端。

举一个简单整数存储例子 :

#include <stdio.h>
int main()
{
    char a = -1;//char是否有符号,取决于编译器,在这里,我们以有符号举例
    signed char b = -1;
    unsigned char c = -1;
    printf("a=%d,b=%d,c=%d", a, b, c);// -1, -1, 255
    return 0;
}

分析:(32位)

-1的原码:10000000000000000000000000000001

-1的反码:11111111111111111111111111111110

-1的补码:11111111111111111111111111111111

有符号char:

a是char类型,单位1字节,所以a在计算机中存储的二进制为11111111(发生了截断

而打印是以有符号的整型形式打印,char类型要发生整型提升

整型提升:

       有符号数:高位补符号位,直到补齐32位

       无符号数:高位补0,直到补齐32位

所以,最终a整型1提升后的补码是11111111111111111111111111111111,打印是以二进制的原码形式转换成十进制打印的 -> -1

无符号char:

首先将-1进行补码形存储。

除了整型提升不同外,其余于上述雷同。

c整型提升后的补码是 00000000000000000000000011111111, 打印是以二进制的原码形式转换成十进制打印的 -> 255

假设下面以小端字节序存储:

#include <stdio.h>
int main()
{
    int a[4] = { 1, 2, 3, 4 };
    int *ptr1 = (int *)(&a + 1);
    int *ptr2 = (int *)((int)a + 1);
    printf("%x,%x", ptr1[-1], *ptr2);//4,2000000
    return 0;
}

分析:

a 存储在内存中为(十六进制形式下):

01000000  02000000  03000000  04000000

  • int *ptr1 = (int *)(&a + 1); 这行代码将ptr1指向数组a之后的内存位置。由于&a给出的是整个数组的地址,加上1会使指针跳过整个数组,指向数组之后的内存位置。ptr1[-1]实际上是访问这个新位置之前的内存单元,也就是数组a的最后一个元素,即4。
  • int *ptr2 = (int *)((int)a + 1);假设a的首元素地址为0x0012ff40, 这里首先将数组a的地址转换为整型(通过(int)a),然后加1,a的值为0x0012ff41。之后,又将整型 a 强制类型转换为 int * 。由于a是一个指向整型的指针,此时,ptr2指向第一个元素的第二个字节。ptr2解引用,从第一个元素的第二个字节开始数4个字节,作为一个元素,即00000002以小端字节序存储:0x02000000
  • printf("%x,%x", ptr1[-1], *ptr2);这行代码以十六进制格式打印出ptr1[-1]和*ptr2的值。


目录
相关文章
|
1天前
|
存储 小程序 编译器
【C语言基础】:数据在内存中的存储
【C语言基础】:数据在内存中的存储
|
2天前
|
存储 C++
C primer plus 学习笔记 第12章 存储类别、链接和内存管理
C primer plus 学习笔记 第12章 存储类别、链接和内存管理
|
9天前
|
存储 编译器 C语言
C语言学习记录——数据的存储(数据类型、类型的基本归类、整型在内存中的存储、大小端介绍、浮点型在内存中的存储)二
C语言学习记录——数据的存储(数据类型、类型的基本归类、整型在内存中的存储、大小端介绍、浮点型在内存中的存储)二
11 0
|
9天前
|
存储 编译器 C语言
C语言学习记录——数据的存储(数据类型、类型的基本归类、整型在内存中的存储、大小端介绍、浮点型在内存中的存储)一
C语言学习记录——数据的存储(数据类型、类型的基本归类、整型在内存中的存储、大小端介绍、浮点型在内存中的存储)一
19 2
|
10天前
|
存储 缓存 NoSQL
了解Redis,第一弹,什么是RedisRedis主要适用于分布式系统,用来用缓存,存储数据,在内存中存储那么为什么说是分布式呢?什么叫分布式什么是单机架构微服务架构微服务的本质
了解Redis,第一弹,什么是RedisRedis主要适用于分布式系统,用来用缓存,存储数据,在内存中存储那么为什么说是分布式呢?什么叫分布式什么是单机架构微服务架构微服务的本质
|
29天前
|
存储 算法 关系型数据库
实时计算 Flink版产品使用合集之在Flink Stream API中,可以在任务启动时初始化一些静态的参数并将其存储在内存中吗
实时计算Flink版作为一种强大的流处理和批处理统一的计算框架,广泛应用于各种需要实时数据处理和分析的场景。实时计算Flink版通常结合SQL接口、DataStream API、以及与上下游数据源和存储系统的丰富连接器,提供了一套全面的解决方案,以应对各种实时计算需求。其低延迟、高吞吐、容错性强的特点,使其成为众多企业和组织实时数据处理首选的技术平台。以下是实时计算Flink版的一些典型使用合集。
95 4
|
30天前
|
存储 小程序 编译器
数据在内存中的存储(探索内存的秘密)
数据在内存中的存储(探索内存的秘密)
116 0
|
1月前
|
存储 监控 NoSQL
Redis处理大量数据主要依赖于其内存存储结构、高效的数据结构和算法,以及一系列的优化策略
【5月更文挑战第15天】Redis处理大量数据依赖内存存储、高效数据结构和优化策略。选择合适的数据结构、利用批量操作减少网络开销、控制批量大小、使用Redis Cluster进行分布式存储、优化内存使用及监控调优是关键。通过这些方法,Redis能有效处理大量数据并保持高性能。
48 1
|
12天前
|
存储
18.(C进阶)数据在内存中的存储
18.(C进阶)数据在内存中的存储
|
19天前
|
存储 C语言
[C进阶] 数据在内存中的存储——浮点型篇
[C进阶] 数据在内存中的存储——浮点型篇