概述

我们知道一个变量的创建是要在内存中开辟空间的。空间的大小是根据不同的类型而决定的。那么整型数据在所开辟内存中到底是如何存储的？

概述

原码、反码、补码

什么是原码、反码和补码？

为什么使用补码存储？

大小端存储 - 数据存储的顺序之分

大端小端模式

为什么要有大端和小端呢？

原码、反码、补码

对整型来说：整型数据存放内存中其实存放的是补码。

什么是原码、反码和补码？

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。

整型数据存储中具有符号位和数值位，所以三种表示方法均有符号位和数值位两部分，符号位用0表示“正”，用1表示“负”

对于数值位：

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：我们将数值按照正负数的形式转换成二进制就可以得到原码
反码：我们保持原码符号位不变，将数值位依次按位取反即可
补码：对反码数值位进行加1即为补码

为什么使用补码存储？

答：在计算机系统中，数值一律用补码来表示和存储。原因在于，使用补码，可以将符号位和数值域统一处理；同时，加法和减法也可以统一处理（CPU只有加法器）此外，补码与原码相互转换，其运算过程是相同的，不需要额外的硬件电路。

大小端存储 - 数据存储的顺序之分

大端小端模式

没错，数据的存储还有顺序之分，那就是大端小端模式：

在内存查看中，我们可以发现对于整型数据a和b都是补码存储方式，但是数据的顺序跟我们正常推算的有些不一样，那是因为计算机采用了大端存储模式

大端（存储）模式：指数据的低位保存在内存的高地址中，而数据的高位（通俗的就是数据位的左边部分），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

为什么要有大端和小端呢？

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。

例如：一个 16bit 的 short 型 x ，在内存中的地址为 0x0010 ， x 的值为 0x1122 ，那么 0x11 为高字节， 0x22 为低字节。对于大端模式，就将 0x11 放在低地址中，即 0x0010 中， 0x22 放在高地址中，即 0x0011 中。小端模式，刚好相反。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。

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经典老番

这个程序输出选什么？

int value = 1024;
char condition = *((char*)(&value));
if(condition) value += 1; condition = *((char*)(&value));
if(condition) value += 1; condition = *((char*)(&value));
printf("%d %d", value, condition);

A: 1026 1 B: 1025 0 C: 1025 1 D: 1024 0

答：

正确答案：D
1024的二进制是：0000 0000 0000 0000 0000 0100 0000 0000；

分析得*((char *)(&value))的作用是获取value变量的低地址8位数据，若数据是采用大端存储方式，则低地址对应的是数据的高位，即最左边的8位0，则condition=0，不执行两个if语句，则value不变，还是1024;若数据是采用小端存储方式，则低地址对应的是数据的低位，即最右边的8位0，则condition=0，不执行两个if语句，value值还是1024

设计一个小程序来判断当前机器的字节序（测试大小端）

//代码1
#include <stdio.h>
int check_sys()
{int i = 1;return (*(char *)&i);
}
int main()
{int ret = check_sys();if(ret == 1){printf("小端\n");}else{printf("大端\n");}return 0;
}
//代码2
int check_sys()
{union{int i;char c;}un;un.i = 1;return un.c;
}

本节完

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