[[345531]]

本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號(hào)「編程學(xué)習(xí)基地」，作者DeRoy 。轉(zhuǎn)載本文請(qǐng)聯(lián)系編程學(xué)習(xí)基地公眾號(hào)。  

定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)

本文中所提到的都是基于intel x86Cpu，開發(fā)環(huán)境是基于windows 10 + vs2019。本片博客需要讀者自己明白十進(jìn)制、十六進(jìn)制、二進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換，文中不會(huì)介紹轉(zhuǎn)換過程，需要了解詳細(xì)過程的情查找相關(guān)資料。

首先我們簡(jiǎn)單的介紹一下計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的基礎(chǔ)知識(shí)，具體內(nèi)容在大學(xué)課程《計(jì)算機(jī)組成原理》中有詳細(xì)的介紹。計(jì)算機(jī)中對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)是有兩種形式，一種是以定點(diǎn)數(shù)方式存儲(chǔ)即C/C++中的char、short、int、long、longlong，另一種就是以浮點(diǎn)數(shù)的方式存儲(chǔ)即C/C++中的float、double。

定點(diǎn)數(shù)中char、short、int、long、longlong存儲(chǔ)原理都是一樣的，只是長(zhǎng)度不同，所以我們選取int型詳細(xì)介紹，浮點(diǎn)數(shù)中float、double原理也是一樣的.

其中，定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)都是最高位表示符號(hào)位(0表示正數(shù)1表示負(fù)數(shù))其余位表示數(shù)值，字節(jié)是倒敘存數(shù)(小端模式)的也就是說高字節(jié)在左邊低字節(jié)在右邊。

定點(diǎn)數(shù)

定點(diǎn)數(shù)比較簡(jiǎn)單，計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)的是真實(shí)值，計(jì)算機(jī)采用4字節(jié)(32位)存儲(chǔ)int變量，例如：int value = 1 ; 則value轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001為了書寫方便我們寫成16進(jìn)制形式為00 00 00 01。由于計(jì)算機(jī)是倒敘存儲(chǔ)所以計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)為01 00 00 00。

浮點(diǎn)數(shù)

下面介紹一下浮點(diǎn)數(shù)float存儲(chǔ)，C/C++中float存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)是基于IEEE754，具體內(nèi)容是一個(gè)數(shù)值，可以使用科學(xué)計(jì)數(shù)法方式表示，即可以寫成：

A * 2^n

其中A為尾數(shù)，2為底數(shù)，n為指數(shù)。

由于底數(shù)為2所以所有A都是大于1小于2，也就是都可以寫成1.xxxx*2的n次方，所以計(jì)算機(jī)為了節(jié)省空間，可以不存儲(chǔ)整數(shù)部分的1，因?yàn)樗械母↑c(diǎn)數(shù)都有那個(gè)1我們轉(zhuǎn)換的時(shí)候把那個(gè)1算進(jìn)去就可以了。n可以是正數(shù)也可以是負(fù)數(shù)(float需要加上127,double加上1023)。

浮點(diǎn)數(shù)的存儲(chǔ)是由符號(hào)位 (sign) + 指數(shù)位 (exponent) + 小數(shù)位 (fraction) 組成。

例如：float value = 12.5 ; 那么

定點(diǎn)數(shù) 浮點(diǎn)數(shù)

小數(shù)轉(zhuǎn)二進(jìn)制方法：整數(shù)部分采用除 2 取余，小數(shù)部分采用乘 2 取整法

float計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)(小端模式)即00 00 48 41

double計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)(小端模式)即 00 00 00 00 00 00 29 40

查看內(nèi)存驗(yàn)證結(jié)果

#include<stdio.h> 
int main() 
{ 
    float a = 12.5; 
    float* p = &a; 
 
    double b = 12.5; 
    double* pb = &b; 
 
    printf("%d\n", a); 
    printf("%d\n", (int)a); 
    printf("%d\n", *(int*)&a); 
    return 0; 
} 

通過斷點(diǎn)查看變量a,b的地址，通過地址用內(nèi)存查看器查看對(duì)應(yīng)的內(nèi)存來驗(yàn)證

VS2019運(yùn)行至斷點(diǎn)時(shí)，菜單調(diào)試->窗口->內(nèi)存->內(nèi)存1

double

內(nèi)存是不會(huì)騙人的，所以結(jié)果驗(yàn)證無誤

大端小端

大端模式：指數(shù)據(jù)的高字節(jié)保存在內(nèi)存的高地址

例如：12345( 0x3039 ) 的存儲(chǔ)順序是 0x30、0x39

小端模式：指數(shù)據(jù)的高字節(jié)保存在內(nèi)存的低地址

例如：12345( 0x3039 ) 的存儲(chǔ)順序是 0x39、0x30

判斷大小端

方法一：

#include<stdio.h> 
int main(int argc, char *argv[]) 
{ 
    int i = 0x12345678; 
    char c = i; 
    if (c == 0x78) 
    { 
        printf("小端\n"); 
    } 
    else 
    { 
        printf("大端\n"); 
    } 
    return 0; 
} 

方法二：

#include<stdio.h> 
int main(void) 
{ 
    int  a = 0x12345678; 
    char *p = (char *)&a; 
    if (0x78 == *p) 
    { 
        printf("小端\n"); 
    } 
    else 
    { 
        printf("大端\n"); 
    } 
    return 0; 
} 

方法三：

#include<stdio.h> 
typedef union NODE 
{ 
    int i; 
    char c; 
}Node; 
int main(int argc, char *argv[]) 
{ 
    Node node; 
    node.i = 0x12345678; 
    if (0x78 == node.c) 
    { 
        printf("小端\n"); 
    } 
    else 
    { 
        printf("大端\n"); 
    } 
    return 0; 
} 

上期第四題

#include<stdio.h> 
int main() 
{ 
    float a = 12.5; 
    printf("%d\n", a); 
    printf("%d\n", (int)a); 
    printf("%d\n", *(int*)&a); 
    return 0; 
} 

• printf("%d\n", a);

printf由于類型不匹配，所以，會(huì)把float直接轉(zhuǎn)成double,double 8字節(jié)，12.5f轉(zhuǎn)成十六進(jìn)制：0x4029 0000 000 00000

計(jì)算機(jī)(小端模式下)存儲(chǔ)的值為:00 00 00 00 00 00 29 40

而我們的%d要求是一個(gè)4字節(jié)的int，對(duì)于double的內(nèi)存布局，我們可以看到前四個(gè)字節(jié)是00，所以輸出自然是0了。

• printf("%d\n", (int)a);

float強(qiáng)轉(zhuǎn)成int，省略掉小數(shù)部分，所有為12

• printf("%d\n", (int)&a);

float 4個(gè)字節(jié)，12.5f轉(zhuǎn)成二進(jìn)制是：0100 0001 0100 1000 0000 0000 0000 0000，十六進(jìn)制是：0x41480000，十進(jìn)制是：1095237632。

上期第10題

題目回顧：

#include<stdio.h> 
int main() 
{ 
    int a = 3, b = 5; 
    printf(&a["Ya!Hello! how is this? %s\n"], &b["junk/super"]); 
    //等價(jià)printf("Hello! how is this? %s\n", "super"); 
    printf(&a["WHAT%c%c%c %c%c %c !\n"], 1["this"], 2["beauty"], 0["tool"], 0["is"], 3["sensitive"], 4["CCCCCC"]); 
    return0; 
} 

指針的另類用法：

char arr[20] = "hello world"; 
printf("%s\n", arr);        //從&arr[0]地址處開始讀取字符串到'\n'結(jié)束 輸出hello world 
printf("%s\n", &arr[6]);    //從&arr[6]地址處開始讀取字符串到'\n'結(jié)束 輸出world 
printf("%s\n", &6[arr]);    //從&arr[6]地址處開始讀取字符串到'\n'結(jié)束 輸出world 

arr[i] 其實(shí)就是 *(arr+i)也就是 *(i+arr)，這個(gè)屬于語法規(guī)則，只是用的少。

printf(&a["Ya!Hello! how is this? %s\n"], &b["junk/super"]); 
//等價(jià)printf("Hello! how is this? %s\n", "super"); 

在這里的"Ya!Hello! how is this? %s\n"是一個(gè)存儲(chǔ)在常量區(qū)的字符串

char* p = "Ya!Hello! how is this? %s\n"; 
char* p1 = "junk/super"; 
printf(&a[p], &b[p1]); 
printf(&p[3], &p1[5]); 

這里的數(shù)字3,5就是地址的偏移量