深度剖析整型在内存中的存储

我们知道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，而且不同的类型也影响着我们看待内存空间的视角。
比如：int a = 20,float b= 5.0
接下来我们看看数据在所开辟的类型中是如何存储的？

整型在内存中的存储

整型家族

char
unsigned char,signed char
short
unsigned short,signed short
int
unsigned int,signed int
long
unsigned long,signed long

原码、反码、补码

• 原码: 直接将二进制按照正负数的形式翻译成二进制即可
• 反码: 原码的符号位（用0表示正，用1表示负）不变，其他位依次按位取反
• 补码: 反码加1

对整型来说：数据存放内存中其实存放的是补码（正数的原反补码都相同）
原因是：1.符号位和数值位可以统一处理。2.加法和减法可以统一处理（CPU只有加法器）。3.补码与原码相互转换，运算过程也是相同的，不需要额外的硬件电路。
16进制存放
我们发现对a和b分别存放的是补码，但顺序有点不对劲，这又是为什么呢？

大端和小端

• 大端存储模式：数据的低位保存在内存的高地址中，数据的高位保存在内存的低地址中。

• 小端存储模式：数据的地位保存在内存的低地址中，数据的高位保存在内存的高地址中。
  内存中从左到右依次是由低地址到高地址
  

• 设计一个程序来判断当前机器的字节序

#include <stdio.h>
int check()
{
	int x = 1;
	return (char)x;//强制类型转换，保留最低位的一个字节。
}

int main()
{
	int ret = check();
	if (ret == 1)
	{
		printf("小端");
	}
	else
	{
		printf("大端");
	}
	return 0;
}

下面程序输出什么？

练习题1：

#include<stdio.h>
int main()
{
    char a = -1;                          
    signed char b = -1;
    unsigned char c = -1;
    printf("a=%d\nb=%d\nc=%d\n", a, b, c);
    return 0;
}

运行结果：

a=-1,b=-1,c=255

解析：
唯一的不同点就是a,b,c 的类型不同，输出结果却有如此大的差异。
将-1（int）2进制为11111111 11111111 11111111 11111111的值赋给char类型时首先发生的时整型的截断，char接收到的只是-1最低位的一个字节2进制为：1111 1111。
printf输出时以%d的形式输出cahr类型会发生整型的提升，发生提升时，有符号数高位补符号位，无符号数高位补0。
有符号数a的补码为：11111111 11111111 11111111 11111111
有符号数b补码为：11111111 11111111 11111111 11111111
无符号数c补码为：00000000 00000000 00000000 11111111

练习题2：

#include<stdio.h>
int main()
{
    char a = -128;
    printf("%u\n", a);
    return 0;
}

运行结果：

4294967168

解析：
首先根据a的原码写出a的补码
根据整型的截断，char接收到的是a最低位的一个字节 2进制为：1000 0000
打印时%u为无符号整型，则cahr a发生整型提升 无符号数a的补码为：11111111 11111111 11111111 10000000无符号数的补码=原码。

练习题3：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
    char a[1000];
    int i;
    for (i = 0; i < 1000; i++)
    {
        a[i] = -1 - i;
    } 
    printf("%d\n", strlen(a));
    return 0;
}

运行结果：

255

解析：
strlen求字符串长度，实质找的是’\0’的位置，即a = 0时。
i从0开始到999，a[i]接收值从-1到-1000，char a [i]会发生整型的截断，低位一个字节为 0000 0000时，即求出字符串长度。（注意‘\0’不计入字符串长度）
i = 0时 -1截断之后为：1111 1111
i = 1时 -2截断之后为：1111 1110
i = 2时 -3截断之后为：1111 1101
当达到 0000 0000时i = 255（下标），则字符串长度为0到254，输出255。