C语言数据的存储超详细讲解中篇练习

前言

本文继续学习数据在内存中存储的相关知识点。

• 数据存储
• 整型提升

数据的存储的知识点练习

通过几个练习来深入学习数据在内存中存储的知识点，先复习前面学过的整形提升的知识点：C语言操作符超详细讲解下篇

整形提升是按照变量的数据类型的符号来提升的

负数的整形提升，最高位补充符号位，即1，例如

char a=-1;
11111111 截断后的补码
11111111111111111111111111111111 整形提升后

正数的整形提升，最高位补充符号位，即0，例如：

char a=1;
00000001 截断后的补码
00000000000000000000000000000001 整形提升后

无符号类型的整形提升，最高位直接补充符号位，即0，例如：

unsigned char c = -1;
11111111 截断后的补码
00000000000000000000000011111111  整形提升后

练习 1

int main()
{
	char a = -1;
	signed char b = -1;
	unsigned char c = -1;
	printf("a=%d, b=%d, c=%d", a, b, c);
	return 0;
}

乍得一看，以为结果是 -1，-1，-1，下面具体分析：

    1、char a = -1;
第一步：-1是整数，在内存的存储形式
    10000000000000000000000000000001  -1原码
    11111111111111111111111111111110  -1反码
    11111111111111111111111111111111  -1补码
第二步：赋值给变量a,截断补码低字节的数据
    11111111
第三步：以%d的形式打印，先要整形提升，
       因为变量a是有符号，且是负数，所以高位补1
    11111111111111111111111111111111  补码
    11111111111111111111111111111110  反码
    10000000000000000000000000000001  原码
第四步：最终打印是的原码，数值是十进制 -1
    
    2、signed char b = -1;
    过程同有符号变量a的分析过程
    
    3、unsigned char c = -1;
第一步：-1在内存的存储形式
    10000000000000000000000000000001  -1原码
    11111111111111111111111111111110  -1反码
    11111111111111111111111111111111  -1补码
第二步：赋值给变量c,截断补码低字节的数据
    11111111
第三步：以%d的形式打印，先要整形提升，
    因为变量c是无符号的，最高位1为数据位，
    不是符号位，所以高位直接补0
    00000000000000000000000011111111  补码
第四步：因为正数三码相同
    最终打印的是原码，数值是十进制255

结果见下图：

练习 2

int main()
{
	char a = -128;
	printf("%u\n", a);
	return 0;
}

乍得一看，以为结果是 -128，下面具体分析：

    char类型 有符号类型数据范围 -128-127
    char a = -128;
第一步：-128在内存的存储形式
    10000000000000000000000010000000 原码
    11111111111111111111111101111111 反码
    11111111111111111111111110000000 补码
第二步：赋值给char 变量a，发生截断，取低字节数据
    10000000 - a
第三步：打印%u，首先进行整形提升
    因为变量a是有符号，且是负数，所以高位补充符号位，即补1
    11111111111111111111111110000000 补码 负数
第四步：%u，认为是无符号数据，即正数。最高位1为数据位
    11111111111111111111111110000000 补码 正数
第五步：因为正数三码相同
    最终打印的是原码，数值是十进制4,294,967,168

结果见下图：

练习 3

int main()
{
	char a = 128;
	printf("%u\n", a);
	return 0;
}

乍得一看，以为结果是 128，下面具体分析：

第一步：整形128在内存的存储形式
    00000000000000000000000010000000 原码=反码=补码
第二步：赋值给char类型 a，发生截断，取低字节数据
    10000000 - a
第三步：按照%u打印，先对a进行整型提升，
    因为变量a是有符号，且是负数，所以高位补充符号位，即补1
    11111111111111111111111110000000 补码 负数
第四步：%u，认为是无符号数据，即正数。最高位1为数据位
    11111111111111111111111110000000 补码 正数
第五步：因为正数三码相同
    最终打印的是原码，数值是十进制4,294,967,168

结果见下图：

练习 4

int main()
{
	int i = -20;
	unsigned int j = 10;
	printf("%d\n", i + j);
	return 0;
}

乍得一看，以为结果是 -10，下面具体分析：

第一步：整形 -20 在内存的存储形式
    10000000000000000000000000010100 原码
    11111111111111111111111111101011 反码
    11111111111111111111111111101100 补码
第二步：整形 10 在内存的存储形式
    00000000000000000000000000001010 原码
    00000000000000000000000000001010 反码
    00000000000000000000000000001010 补码
第三步：i + j    补码相加
    11111111111111111111111111101100 -20的补码
    00000000000000000000000000001010 10的补码
    11111111111111111111111111110110 相加后的补码
第四步：最终打印的是原码，数值是十进制 -10
    11111111111111111111111111110101 反码
    10000000000000000000000000001010 原码    

结果见下图：

练习 5

int main()
{
	unsigned int i = 0;
	for ( i = 9	; i >=0; i--)
	{
		printf("%u\n", i);
	}
	return 0;
}

乍得一看，以为结果是9 到0，共10个数，下面具体分析：

  1、i从9到0时，
    是正常的输出9到0
  2、i=-1时
第一步：-1是整数，在内存的存储形式
    10000000000000000000000000000001  -1原码
    11111111111111111111111111111110  -1反码
    11111111111111111111111111111111  -1补码
第二步：-1赋值给无符号类型时，认为最高1为数据位
    11111111111111111111111111111111  变成的正数的补码了
    数值大于0，又进入循环了，所以是死循环

结果见下图：

练习 6

int main()
{
	char a[1000];
	int i;
	for (i = 0; i < 1000; i++)
	{
		a[i] = -1 - i;
	}
	printf("%d\n", strlen(a));//字符串长度，字符'\0'之前的字符个数
	printf("%d\n", sizeof(a));//字符串中字符的个数
	return 0;
	
}

乍得一看，以为结果是1000、1000，下面具体分析：

    char类型 有符号类型数据范围 -128-127
  1、i从0到127时，
    是正常的输出-1 -2 -3 ....-128
  2、i=128时
  a[128]=-129
第一步：-129是整数，在内存的存储形式
    10000000000000000000000010000001 原码
    11111111111111111111111101111110 反码
    11111111111111111111111101111111 补码
第二步：-129 赋值给char类型a[128]时，发生截断，取低字节数据
    01111111 - a[128]=127

strlen求得字符串长度，是字符 ‘\0’ 之前的字符个数，而第256个元素a[256]=0时，ASCII码值就是0，也就是字符 ‘\0’ 的ASCII码值，于是认为字符串到此结束了，strlen(a)=255。

所以数组的元素规律是：

• 从-1到-128
• 然后输出127到0
• 又从-1到-128
• 然后输出127到0
• 这是一个循环，是一个圆

sizeof(a)求取字符串中字符的个数，sizeof(a)=1000：

数组中一共有1000个字符，第256个元素为0，ASCII码与字符’\0’, 一样，即字符串到此结束，strlen(a)=255。 ，从256到999都是有元素存在的，sizeof(a)=1000。下面是输出结果。

练习 7

unsigned char i = 0;//无符号类型的数据范围是：0-255
int main()
{
	for ( i = 0; i <=255; i++)
	{
		printf("hello world\n");
	}
	return 0;
}

乍得一看，以为结果是打印256行 hello world，下面具体分析：

1、i从0到255时
    正常打印 hello world
2、当i=256时
第一步：i=256,在内存中的存储形式
    00000000000000000000000100000000 补码
    赋值给无符号char i，发生截断，取低字节数据
    00000000 - i 此时i又满足循环条件了，又陷入死循环了

结果见下图所示：

总结

通过7个练习来巩固数据存储的知识点，尤其是整型提升的内容，要注意掌握。

下一篇更新浮点型在内存中的存储的相关知识点。

到此这篇关于C语言数据的存储超详细讲解中篇练习的文章就介绍到这了,更多相关C语言 数据的存储内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

最新评论