文章目錄
- 什么是位元組序
- 什么是大端和小端
- 大端
- 小端
- 為什么要有大端和小端之分呢?
- 如何通過代碼判斷當前編譯器是大端還是小端?
- 整形家族
- 整形家族都有什么?
- 原碼,反碼和補碼
- 浮點型家族
- 浮點型都有哪些?
- 浮點型在記憶體中的存盤方式
- 特殊情況
什么是位元組序
位元組序,在計算機領域中,指電腦記憶體中或在數字通信鏈路中,占用多個位元組的資料的位元組排列順序,
什么是大端和小端
舉一個例子,比如數字0x11 22 33 44在記憶體中的表示形式,
大端
高位位元組排放在記憶體的低地址端,低位位元組排放在記憶體的高地址端,
低地址 --------------------> 高地址
0x11 | 0x22 | 0x33 | 0x44
小端
低位位元組排放在記憶體的低地址端,高位位元組排放在記憶體的高地址端,
低地址 --------------------> 高地址
0x44 | 0x33 | 0x22 | 0x11
為什么要有大端和小端之分呢?
這是因為在計算機系統中,我們是以位元組為單位的,每個地址單元都對應著一個位元組,一個位元組為8bit,但是在C語言中除了8bit的char之外,還有16bit的short型,32bit的long型,另外,對于位數大于8位的處理器,例如16位或者32位的處理器,由于暫存器寬度大于一個位元組,那么必然存在著一個如果將多個位元組安排的問題,因此就導致了大端存盤模式和小端存盤模式,例如一個16bit的short型x,在記憶體中的地址為0x0010,x的值為0x1122,那么0x11為高位元組,0x22為低位元組,對于大端模式,就將0x11放在低地址中,即0x0010中,0x22放在高地址中,即0x0011中,小端模式,剛好相反,我們常用的vs編譯器是小端模式,
如何通過代碼判斷當前編譯器是大端還是小端?
int main()
{
int a = 0x11;
char b = *(char *)&a;
if(b)
{
printf("這是大端\n");
//大端中a在記憶體中存盤為11 00 00 00,經過char*的型別轉換
//大端序會讓b賦值為“11”,且非0為真
}
else
{
printf("這是大端\n");
//小端中a在記憶體中存盤為00 00 00 11,經過char*的型別轉換
//大端序會讓b賦值為“00”
}
return 0;
}
整形家族
整形家族都有什么?
char,int,long等等都屬于整形型別,char雖然我們叫字符型別,但實際上char型別存盤方式是通過ASCII值存盤的,所以是整形,因為數字除了整形便是浮點型嘛
原碼,反碼和補碼
整形資料在記憶體中是通過“原反補”來存盤的
正數的原反補相同,也就是說
int a = 1;
//a的原碼:00000000000000000000000000000001
//a的反碼:00000000000000000000000000000001
//a的補碼:00000000000000000000000000000001
而負數的原反補是這樣的
int a = -1;
//a的原碼:10000000000000000000000000000001
//原碼除了符號位,其他位按位取反,得到反碼
//a的反碼:1111111111111111111111111111111111110
//反碼+1,得到補碼
//a的補碼:1111111111111111111111111111111111111
為什么在記憶體中要通過原反補碼來存盤整型資料呢?
因為電腦只會加法運算,為了同時能滿足減法,便設計了原反補
舉一個例子
int a = 1,b= -1;
int c = a+b;
//如果沒有原反補,那么他們相加的結果是錯誤的
//會得到10000000000000000000000000000010
而通過原反補,便可以算出正確的結果
//a的原碼:00000000000000000000000000000001
//a的補碼:00000000000000000000000000000001
//b的原碼:10000000000000000000000000000001
//b的反碼:11111111111111111111111111111110
//b的補碼:11111111111111111111111111111111
//a的補碼+b的補碼
//111111111111111111111111111111110
//33位,因為a和b是int型別,所以發生截斷
//變成11111111111111111111111111111110
//再變成原碼,得到00000000000000000000000000000000
浮點型家族
浮點型都有哪些?
float和double型別
如果不做特殊宣告,會默認成double
特殊宣告:float a = 1.0f;
浮點型在記憶體中的存盤方式
由IEEE電氣電子工程師學會規定的浮點型存盤方式
將浮點型分為三部分:符號位,指數位,有效數字位

以-5.5這個數為例

并且,因為有效數字位因為科學計數法,一直在大于1小于2的范圍里,所以可以默認將有效數字位的整數位放成0,用的時候再加上1.
為什么要使用這樣的存盤方式?
因為浮點型小數點表示很麻煩
以3.14為例,十進制的小數位直接表示為0.14
而二進制卻很麻煩,因為二進制只有1和0,小數位每個位只能代表2^(-X)(X是小數點后X位)
所以哪怕計算機想要表示我們看起來一個很簡單的浮點數,都要存盤很多個位元位
即使這樣,還是會經常發生精度丟失
關于精度丟失可以參考:這個博客
另外,由于有時我們可能存盤一個整數位是0的數,例如0.5
那么他的表示形式是:(-1)0 * 1.01* 2^(-1)
但是這里用到的-1次冪
但實際上,因為這里為了存盤更加精細,表示更大的位數,所用的都是無符號型別
那么-1次冪怎么存盤呢?
這樣,我們將M加上一個數,如果E是8bit位的,我們加上127,如果E是11個位元位,我們加上1023,這樣就能讓其一直是正數
以上面的0.5為例,實際上E的存盤時-1+126 = 126.
如果是11位的E,就是-1+1023=1022.
特殊情況
并且還有2個特殊情況
1.E全為0
當E為0時,我們要知道E通常是+127或者+1023的,如果加了這127或者1023仍然是0,那么這是個非常小的數字,2^(-127)是非常小的
此時,將E直接認為是1-127或者1-1023,并且在上文中提到的,將有效數字位變成0,如果E為全0,此時M不會再+1.這樣做是為了表示+0和-0,以及極其接近0的很小的數字,
2.E全為1
此時E非常大,可以將其認為正負無窮大,
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