数据的存储（2）

• 前言
• 3、数据的存储的知识点练习
• • 3.1 练习 1
  • 3.2 练习 2
  • 3.2 练习 3
  • 3.4 练习 4
  • 3.5 练习 5
  • 3.6 练习 6
  • 3.7 练习 7
• 总结

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

3、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语言基础9 ——操作符详解（2）】12.1 整形提升
整形提升是按照变量的数据类型的符号来提升的

1. 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

2. 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

3. 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

3.1 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：

文章图片

3.2 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

【C语言进阶|【C语言进阶2——数据的存储（2）- 整形提升】】结果见下图：

文章图片

3.2 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：

文章图片

3.4 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：

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3.5 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：

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3.6 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：

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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

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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

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sizeof(a)求取字符串中字符的个数，sizeof(a)=1000：

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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。

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3.7 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：

文章图片

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。

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