追求本質(zhì)，不斷進(jìn)步
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前言：
本節(jié)博客繼續(xù)前篇內(nèi)容進(jìn)行續(xù)寫，我們著重探求有符號與無符號數(shù)的問題，探求整形在內(nèi)存中的存儲這一課題

一、空間的申請

1.變量定義

1.1變量定義的概念：

所謂變量定義，本質(zhì)上就是在內(nèi)存中開辟特定大小的空間（不做解釋，后文體會）。

概念區(qū)分：初始化與賦值
(1)概念：
初始化：指的是變量與生俱來的內(nèi)容屬性
賦值：值的是變量后來放到該變量空間的內(nèi)容屬性
(2)特點(diǎn)：
初始化只能進(jìn)行一次，賦值可以進(jìn)行多次
初始化具有先天性的含義，賦值有著后天的含義。

1.2變量定義的原因：

定義變量的原因在于開辟空間，暫時(shí)存儲數(shù)據(jù)

首先，我們需要明確的是計(jì)算機(jī)是彌補(bǔ)人類計(jì)算能力低下問題誕生的（這里并沒有貶低人類的意思，就是說人類跟計(jì)算機(jī)相比計(jì)算能力確實(shí)相對來說比較差）

之后，我們需要明白，我們?nèi)祟愑?jì)算時(shí)候是需要一步一步計(jì)算的，計(jì)算機(jī)也是需要進(jìn)行先后計(jì)算了，并不是一下子就對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，計(jì)算機(jī)也是對一個(gè)一個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行依次處理的，至于為什么算個(gè)數(shù)字那么快，因?yàn)橛?jì)算機(jī)算的快而已，這并不是說計(jì)算機(jī)對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行同時(shí)處理。（注：當(dāng)然計(jì)算機(jī)也是可以同時(shí)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的，不過同時(shí)處理數(shù)據(jù)的能力有限，了解即可）
然后，我們大概就明白了，為何需要變量？就是因?yàn)橛行?shù)據(jù)需要等待一些時(shí)間去讓計(jì)算機(jī)處理，在處理之前，需要先存儲起來防止數(shù)據(jù)丟失，這大概跟人類做運(yùn)算時(shí)候要寫在紙上差不多，省的忘了原來的數(shù)據(jù)，如果忘了那就慘了。

那為啥需要把數(shù)據(jù)放在一個(gè)個(gè)變量里進(jìn)行處理??？我數(shù)據(jù)直接放那一團(tuán)不就行了嘛，這有點(diǎn)類似于我們吃飯，我們一般都是用碗吃飯，而不是直接用鍋，原因在于效率高，計(jì)算機(jī)也是一樣，在處理數(shù)據(jù)的時(shí)候，先用變量把在“一鍋里的”數(shù)據(jù)分到一個(gè)個(gè)小碗里，然后就“吃”的快了。而且之前講過，我們做飯的地方跟我們吃飯的地方離得距離是比較遠(yuǎn)的，類似于硬盤中的程序跟cpu處理是比較遠(yuǎn)的，要想提高效率，就是借助變量變成“小碗”送到內(nèi)存當(dāng)中，這樣就跟cpu離得近了。其實(shí)我感覺變量就是起到了一個(gè)方便讀取數(shù)據(jù)的作用。

變量定義的本質(zhì)在于，開辟一塊內(nèi)存空間，暫時(shí)存儲數(shù)據(jù)

2.變量聲明

變量聲明的本質(zhì)就是：告知編譯器。**
兩者的區(qū)別在于，
聲明你可以聲明多次，定義只能定義一次哈。
本質(zhì)區(qū)別在于定義開辟內(nèi)存空間，變量聲明沒有開辟內(nèi)存空間。

這個(gè)區(qū)別有一個(gè)比較有意思的比喻，大概是這樣的，變量的定義類似于你跟你女朋友表白，只能表白一次吧？哈哈。然后變量的聲明的話就是你告訴你周圍的人，那個(gè)女孩是我女朋友哈，你們不要有非分之想了哈。這里想說聲明可以聲明無數(shù)次。（這里只是做一個(gè)比喻說明一下哈，無任何不良誘導(dǎo)）

二、數(shù)據(jù)存入

首先同學(xué)們，我想問int a = -10；計(jì)算機(jī)會直接把-10存入內(nèi)存中嗎？答案是不是
原因在于計(jì)算機(jī)只認(rèn)識二進(jìn)制。
因而就需要進(jìn)制轉(zhuǎn)換，需要把-10這一個(gè)十進(jìn)制數(shù)字轉(zhuǎn)換成為二進(jìn)制的形式，這就牽扯到了原碼、反碼以及補(bǔ)碼的概念和轉(zhuǎn)換問題。

1.轉(zhuǎn)換補(bǔ)碼

有符號數(shù)：
首先，對于有符號數(shù)，一定要能表示該數(shù)據(jù)是正數(shù)還是負(fù)數(shù)，所以我們一般用最高比特位來充當(dāng)符號位。
原碼反碼補(bǔ)碼都有符號位和數(shù)值位。符號位0表示正數(shù)，1表示負(fù)數(shù)，而三種表示方法各不相同。
無符號數(shù)：
不需要轉(zhuǎn)換，原碼反碼補(bǔ)碼相同不存在符號位。

如果一個(gè)數(shù)據(jù)是負(fù)整數(shù)，那么要遵守下面的規(guī)則進(jìn)行轉(zhuǎn)換：

原碼：直接將數(shù)字按照正負(fù)數(shù)的形式翻譯成二進(jìn)制即可
反碼：符號位不變，數(shù)值位按位取反
補(bǔ)碼：反碼+1
無符號數(shù)：不需要轉(zhuǎn)換（原碼反碼補(bǔ)碼相同），沒有符號位的概念
整形：數(shù)據(jù)存放內(nèi)存中的其實(shí)是補(bǔ)碼

為啥需要補(bǔ)碼來存儲整形類型？
原因在于：
1.使用補(bǔ)碼，可以將符號位和數(shù)值位進(jìn)行統(tǒng)一處理，并且加法和減法也可以統(tǒng)一進(jìn)行處理
2.原碼與補(bǔ)碼的相互轉(zhuǎn)換，其運(yùn)算過程是相同的（都是取反+1），不需要格外的硬件電路

我需要強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)的是，右邊數(shù)字的二進(jìn)制轉(zhuǎn)換與左邊的類型沒有半毛錢關(guān)系，編譯器判斷有無符號整形，只看你賦值的數(shù)字有沒有+號或者-號而已

那同學(xué)覺得計(jì)算機(jī)就這樣把補(bǔ)碼扔到內(nèi)存了嗎？
顯然不只如此！還需要考慮大小端存儲問題。

2.大小端存儲

大小端存儲取決于硬件單元，這個(gè)大小端存儲是啥意思呢？
大小端存儲的概念：
大端：低權(quán)值數(shù)字放到高地址處，高權(quán)重?cái)?shù)字放到低地址處。
小端：低權(quán)值數(shù)字放到低地址處，高權(quán)值數(shù)字放到高地址處。

3.截?cái)?/h3>

考慮到怎么存儲之后，我們還得需要考慮一個(gè)問題，就是會不會發(fā)生截?cái)?？比如你把一個(gè)數(shù)字放到一個(gè)char類型里面，char類型只有8個(gè)比特位，存不下一個(gè)數(shù)字的32個(gè)比特位，必然要發(fā)生截?cái)?/strong>。

當(dāng)然對于截?cái)鄦栴}，只是順便一提，有興趣可以單獨(dú)去研究一下。

4.取值范圍的問題

一個(gè)類型有取值范圍，那你知道取值范圍是怎么進(jìn)行確定的嗎？
一個(gè)類型的取值范圍的大小取決于這個(gè)類型有多少個(gè)比特位

假如我只給你一個(gè)比特位，請問你可以表示幾個(gè)數(shù)字（不考慮符號位）？
就倆數(shù)字（2^1)嘛，一個(gè)0一個(gè)1嘛
我如果給你兩個(gè)比特位呢？
4(2^2)個(gè)數(shù)字，00，01，10，11
我如果給你三個(gè)比特位呢？
8(2^3)個(gè)數(shù)字，000，001，010，011，100，101，110，111
……
所以，，，一個(gè)8個(gè)比特位的char類型，可以表示幾個(gè)數(shù)字？2^8==256!
這也就解釋char（有符號）類型的取值范圍是-128—127了。
但是我有個(gè)小疑惑，-128靠8個(gè)比特位是怎么表示出來的？明明需要9個(gè)比特位啊。

只是人為規(guī)定?。?！
之后呢，還要給大家看一個(gè)取值循環(huán)圖，大家就能明白類型的取值范圍是怎么回事了：

三、數(shù)據(jù)取出

1.大小端

還是要先看大小端問題，小端存儲就小端取出，大端存儲就大端取出即可。

2.自身類型

到了這個(gè)時(shí)候，說實(shí)在的左邊的類型才有作用，什么意思呢？左邊的類型決定了怎么看待這串二進(jìn)制數(shù)字。
比如說左邊如果是無符號整形類型，那么就不會把二進(jìn)制最高位看成符號位，同理，如果是有符號類型，就會把最高位的二進(jìn)制位看成符號位，這兩種情況是截然不同的數(shù)值！

3.整型提升

如果我在內(nèi)存里面是一個(gè)8個(gè)比特位的字符呢？你放入的類型卻是一個(gè)int類型怎么辦？整型提升。有符號int補(bǔ)符號位，無符號int前面補(bǔ)0，給你補(bǔ)到32個(gè)比特位再說。當(dāng)然，這個(gè)地方也就不細(xì)說了，有興趣可以自行研究一下。

練習(xí)題

最后送大家一道練習(xí)題哈，如果看完本文章大體理解我說的啥的話，應(yīng)該可以做對，當(dāng)然不對的話也不要擔(dān)心哈，再弄懂就好啦，知識不是一下就會弄懂的。

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

答案：255，請?jiān)嚪治霰绢}。
解析：略。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-806966.html

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