[[345531]]

本文轉載自微信公眾號「編程學習基地」，作者DeRoy 。轉載本文請聯(lián)系編程學習基地公眾號。  

定點數(shù)和浮點數(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制、十六進制、二進制之間的轉換，文中不會介紹轉換過程，需要了解詳細過程的情查找相關資料。

首先我們簡單的介紹一下計算機中數(shù)據(jù)存儲的基礎知識，具體內(nèi)容在大學課程《計算機組成原理》中有詳細的介紹。計算機中對數(shù)據(jù)的存儲是有兩種形式，一種是以定點數(shù)方式存儲即C/C++中的char、short、int、long、longlong，另一種就是以浮點數(shù)的方式存儲即C/C++中的float、double。

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

其中，定點數(shù)和浮點數(shù)都是最高位表示符號位(0表示正數(shù)1表示負數(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。

定點數(shù)

定點數(shù)比較簡單，計算機中存儲的是真實值，計算機采用4字節(jié)(32位)存儲int變量，例如：int value = 1 ; 則value轉化成二進制0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001為了書寫方便我們寫成16進制形式為00 00 00 01。由于計算機是倒敘存儲所以計算機中存儲為01 00 00 00。

浮點數(shù)

下面介紹一下浮點數(shù)float存儲，C/C++中float存儲標準是基于IEEE754，具體內(nèi)容是一個數(shù)值，可以使用科學計數(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，所以計算機為了節(jié)省空間，可以不存儲整數(shù)部分的1，因為所有的浮點數(shù)都有那個1我們轉換的時候把那個1算進去就可以了。n可以是正數(shù)也可以是負數(shù)(float需要加上127,double加上1023)。

浮點數(shù)的存儲是由符號位 (sign) + 指數(shù)位 (exponent) + 小數(shù)位 (fraction) 組成。

例如：float value = 12.5 ; 那么

定點數(shù) 浮點數(shù)

小數(shù)轉二進制方法：整數(shù)部分采用除 2 取余，小數(shù)部分采用乘 2 取整法

float計算機存儲(小端模式)即00 00 48 41

double計算機存儲(小端模式)即 00 00 00 00 00 00 29 40

查看內(nèi)存驗證結果

#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; 
} 

通過斷點查看變量a,b的地址，通過地址用內(nèi)存查看器查看對應的內(nèi)存來驗證

VS2019運行至斷點時，菜單調(diào)試->窗口->內(nèi)存->內(nèi)存1

double

內(nèi)存是不會騙人的，所以結果驗證無誤

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，會把float直接轉成double,double 8字節(jié)，12.5f轉成十六進制：0x4029 0000 000 00000

計算機(小端模式下)存儲的值為:00 00 00 00 00 00 29 40

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

• printf("%d\n", (int)a);

float強轉成int，省略掉小數(shù)部分，所有為12

• printf("%d\n", (int)&a);

float 4個字節(jié)，12.5f轉成二進制是：0100 0001 0100 1000 0000 0000 0000 0000，十六進制是：0x41480000，十進制是：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'結束 輸出world 

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

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

在這里的"Ya!Hello! how is this? %s\n"是一個存儲在常量區(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