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c中数字的位存储

在C语言中,数字的位存储取决于其数据类型,如 int通常占用4个字节(32位)。

在C语言中,数字的位存储是一个复杂而有趣的话题,它涉及到数字在内存中的表示方式、存储顺序以及如何根据不同的数据类型进行存储,以下是对这一话题的详细回答:

一、整数的位存储

1、原码、反码与补码

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。+5的原码是00000101,-5的原码是10000101(假设8位二进制)。

反码:正数的反码与原码相同,负数的反码则是在原码的基础上,符号位不变,其他位按位取反。+5的反码是00000101,-5的反码是11111010。

补码:正数的补码与原码相同,负数的补码则是在反码的基础上加1。+5的补码是00000101,-5的补码是11111011,在计算机中,整数一般以补码形式存储,因为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),并且补码与原码相互转换的运算过程是相同的,不需要额外的硬件电路。

2、大小端存储

大端存储: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: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。

判断方法:可以通过编写程序来判断当前机器的字节序,在C语言中,可以使用以下代码:int a = 1; char *p = (char*)&a; if(*p == 1) printf("小端"); else printf("大端");,如果输出为“小端”,则表示当前机器采用小端存储模式;如果输出为“大端”,则表示当前机器采用大端存储模式。

二、浮点数的位存储

1、IEEE 754标准:浮点数在内存中的存储遵循IEEE(电气和电子工程协会)754标准,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,其中S表示符号位(0表示正,1表示负),M表示有效数字且1 <= M < 2,E表示指数。

2、具体存储方式

32位浮点数(float):最高的1位存储符号位S,接着的8位存储指数E,剩下的23位存储有效数字M,由于M默认第一位是1且可以舍去,所以实际可以保存24位有效数字。

64位浮点数(double):最高的1位存储符号位S,接着的11位存储指数E,剩下的52位存储有效数字M。

C语言中数字的位存储涉及整数的原码、反码、补码表示,大小端存储模式的判断,以及浮点数遵循IEEE 754标准的存储方式,这些知识对于理解计算机内部数据处理和存储机制至关重要。

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