【C语言】大小端字节序

发布于:2023-01-23 ⋅ 阅读:(597) ⋅ 点赞:(0)

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目录

前言:

1.原码、反码、补码

2.大小端字节序

2.1判断大小端

2.2相关试题

1.

2

3.

4.

结语:


前言:

为什么会有大小端模式之分呢?这是因为在计算机系统中,我们是以字节为单位的,每个地址单元 都对应着一个字节,一个字节为8 bit。但是在C语言中除了8 bit的char之外,还有16 bit的short 型,32 bit的long型(要看具体的编译器),另外,对于位数大于8位的处理器,例如16位或者32 位的处理器,由于寄存器宽度大于一个字节,那么必然存在着一个如何将多个字节安排的问题。因此就导致了大端存储模式和小端存储模式。


1.原码、反码、补码

为什么要知道原码、反码、补码?

1.计算机内存存放的是补码

2.整型表达式计算时使用的是内存中的补码计算的

3.打印和我们看到的都是原码

计算机中的整数有三种2进制表示方法,即原码、反码和补码。

三种表示方法均有符号位(数的第一位)和数值位两部分,符号位都是用0表示“正”,用1表示“负”。

数值位的正数的原、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就可以得到原码。

                     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1: 
  原码:000000000~~~~~~~00000000001 总共32位(第一个0是符号位)
  反码:000000000~~~~~~~00000000001
  补码:000000000~~~~~~~00000000001(都一样)

对-1:
  原码:100000000~~~~~~~00000000001 总共32位(第一个1是符号位)
  反码:1111111111~~~~~~~111111111110 除符号位,都取反
  补码:1111111111~~~~~~~111111111111 反码 + 1 


2.大小端字节序

大端(存储)模式,是指数据的低位保存在内存的高地址中,而数据的高位,保存在内存的低地址中;

小端(存储)模式,是指数据的低位保存在内存的低地址中,而数据的高位,,保存在内存的高地 址中。

如:0x11223344是一个4字节整型数,11是高位数据,44是低位数据(以一个字节为单位)

我们常用的 X86 结构是小端模式,而 KEIL C51 则 为大端模式。很多的ARM,DSP都为小端模式。有些ARM处理器还可以由硬件来选择是大端模式 还是小端模式。

2.1判断大小端

  • 我们可以利用改变类型只查看低地址处的数据是高位还是地位
  • include <stdio.h>
    int check_sys()
    {
     int i = 1;             //因为int为4字节,000000000000000000001总共32位    00000001是低位数据
     return (*(char *)&i);  //改变i类型位char*,使返回低地址处第一个字节数据
    }
    int main()
    {
     int ret = check_sys();
     if(ret == 1)          //返回1,则地位内容存放低地址,小端
     {
     printf("小端\n");
     }
     else                  //否则,地位内容存放高地址,大端
     {
     printf("大端\n");
     }
     return 0;
    }
    

2.2相关试题

1.

//输出什么?
#include <stdio.h>
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;
}

    结果 -1 -1 255
    原因:
      对-1:100000000000000000000001  原码
                 111111111111111111111111110  反码
                 111111111111111111111111111  补码
      因为a是char型,一个字节,要截断(后8位):11111111  (char a的)补码
      因为输出整型,要补全,signed(有符号型): 符号位是1补1,符号位是0补0;
         a:111111111111111111111111   补码补全
               100000000000000000001   补全的原码  为-1,signed型一样

     对c是unsigned型,无符号型:补全0;
        c: 0000000000000011111111   补码补全  符号位为0,与原码一样,为255;

2.

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

结果:4294967168 4294967168

%u 是无符号型输出(但补全是按signed型来,不是一定补0),但补码与原码转换按unsigned型来(就是一样)。

对-128: 10000000000000010000000  原(32位,有省略)
               11111111111111111101111111 反
               1111111111111111110000000 补
    对a截断:10000000   (char a)补码
    补全:11111111111111110000000   补全补码(***补全过程按signed型来,符号位1补                                                                                      1,0补0)
               11111111111111110000000   补全原码(按unsigned型补码==原码,这里不用负                                                                                  数那个方式转换)

对128 :  00000000000000010000000   正常一个字节char型范围是(-128~127)无128                                                                      的,此处对4个字节,char截断后与-128结果一样
    对b:   10000000                  与a截断一样,结果也一样

3.

#include <stdio.h>
int main()
{
	unsigned char a = 200;
	unsigned char b = 100;
	unsigned char c = 0;

	c = a + b;
	printf("%d %d", a + b, c);
	return 0;
}

结果:300 44   

      a = 11001000
      b = 01100100
      c = 00101100 -->补全000000000000000101100
      此处a+b 是在先补全再相加,相当于补全是在printf之前执行一样(看定义变量是不是            unsigned),后补码-->转换为原码才看是%d或%u
      a + b = 000000000000011001000 + 000000000000001100100 =                                                        000000000000100101100

4.

int main()
{
    char a[1000] = { 0 };
    int i = 0;
    for (i = 0; i < 1000; i++)
    {
        a[i] = -1 - i;
    }
    printf("%d", strlen(a));     
    return 0;
}

结果:255

因为计算机没有减法,只有加法,所以使用的是(-1)+(- i)

因为要截断,一个字节8位的范围是:-128~127

    此处a[i]值是-1 ~ -128,再127~0,再-1 ~ -128无限循环直到1000个值。
    但因为字符值0 == '\0' 截止,所以答案是255 =(128 + 127),没有计'\0'。


结语:

各位小伙伴们,觉得有用就给波三连呗!😘如有错误,请指正,谢谢大家!如果大家有不同意见,请与我交流,一起进步💪

我们顶峰相见!!!👍💻🏔️

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