C语言第九节进制

  1. 进制

  1. 什么是进制

  • 是一种计数的方式,数值的表示形式

数一下方块的个数

汉字:十一 十进制:11 二进制:1011 八进制:13

  • 多种进制:十进制、二进制、八进制、十六进制。也就是说,同一个整数,我们至少有4种表示方式
  • 软件开发,肯定要了解这个
  1. 二进制

  2. 特点:只有0和1,逢2进1
  3. 书写格式:0b或者0b开头
  4. 使用场合:二进制指令\二进制文件,变量在内存中就是二进制存储
  5. 二进制和十进制的互相转换
  6. n为二进制位所能表示的数据范围(不考虑负数):0~2的n次方-1
  1. 八进制

  2. 特点:0~7,逢八进一
  3. 书写格式:0开头
  4. 八进制和二进制的互相转换
  1. 十六进制

    1. 特点:0~F,逢十六进一
    2. 书写格式:0x或者0X开头
    3. 十六进制和二进制的互相转换
  1. 总结

  2. Mac中计算器的使用
  3. printf以不同进制形式进行输出

  1. 习题

1> 判断下列数字是否合理

00011 0x0011 0x7H4 10.98 0986 .089 -109

+178 0b325 0b0010 0xFFdc 96f 96.0f 96.0F

-.003 15.4e6 10e8.7 7.6e-6

2> 分别写出它们的十进制、八进制、十六进制

0b0011 1101 0b0111 1011

3> 写出它们的二进制

67 056 0x004f

  1. 变量的内存分析

研究变量在内存中的具体存储情况

  1. 字节和地址

为了更好地理解变量在内存中的存储细节,先来认识一下内存中的"字节"和"地址"。

  1. 内存以"字节为单位"

  1. 不同类型占用的字节是不一样的
  1. 变量的存储

  2. 所占用字节数跟类型有关,也跟编译器环境有关
  1. 变量实例

int b = 10;

int a = 134;

  • 内存由大到小寻址
  • 只存储二进制形式
  • 每个变量都有地址:第一个字节的地址就是变量的地址
  1. 查看内存地址的两种方式:%x和%p
  2. 查看整数的二进制形式

// 输出整数的二进制形式

void putBinary(int n)

{

int bits = sizeof(n) * 8;

while (bits-->0) {

printf("%d", n>>bits&1);

if (bits%4==0) printf(" ");

}

printf("\n");

}

  1. 负数在内存中的存储

  2. 一个字节的取值范围
  3. 负数的表示形式
  4. 原码、反码、补码
  1. 取值范围

  1. 习题

写出下列变量在内存中的存储情况

int a = 134;

int b = 0;

int c = -10;

  1. 类型说明符

  1. short和long

  • 100l和100ll和100的区别
  • long和long long的输出
  • 不同类型所占用的存储空间

但是我实际操作过程中的字节数和上面的图不一致

电脑配置

1> short和long可以提供不同长度的整型数,也就是可以改变整型数的取值范围。在64bit编译器环境下,int占用4个字节(32bit),取值范围是-231~231-1;short占用2个字节(16bit),取值范围是-215~215-1;long占用8个字节(64bit),取值范围是-263~263-1

2> 总结一下:在64位编译器环境下,short占2个字节(16位),int占4个字节(32位),long占8个字节(64位)。因此,如果使用的整数不是很大的话,可以使用short代替int,这样的话,更节省内存开销。

3> 世界上的编译器林林总总,不同编译器环境下,int、short、long的取值范围和占用的长度又是不一样的。比如在16bit编译器环境下,long只占用4个字节。不过幸运的是,ANSI \ ISO制定了以下规则:

  • short跟int至少为16位(2字节)
  • long至少为32位(4字节)
  • short的长度不能大于int,int的长度不能大于long
  • char一定为为8位(1字节),毕竟char是我们编程能用的最小数据类型

4> 可以连续使用2个long,也就是long long。一般来说,long long的范围是不小于long的,比如在32bit编译器环境下,long long占用8个字节,long占用4个字节。不过在64bit编译器环境下,long long跟long是一样的,都占用8个字节。

5> 还有一点要明确的是:short int等价于short,long int等价于long,long long int等价于long long

  1. signed和unsigned

1> 首先要明确的:signed int等价于signed,unsigned int等价于unsigned

2> signed和unsigned的区别就是它们的最高位是否要当做符号位,并不会像short和long那样改变数据的长度,即所占的字节数。

  • signed:表示有符号,也就是说最高位要当做符号位,所以包括正数、负数和0。其实int的最高位本来就是符号位,已经包括了正负数和0了,因此signed和int是一样的,signed等价于signed int,也等价于int。signed的取值范围是-231 ~ 231 - 1
  • unsigned:表示无符号,也就是说最高位并不当做符号位,所 以不包括负数。在64bit编译器环境下面,int占用4个字节(32bit),因此unsigned的取值范围是:0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ~ 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111,也就是0 ~ 232 - 1
  1. 位运算

  1. & 按位与

  2. 功能

只有对应的两个二进位均为1时,结果位才为1,否则为0。

  1. 举例: 比如9&5,其实就是1001&101=1,因此9&5=1
  2. 规律
  • 二进制中,与1相&就保持原位,与0相&就为0
  1. | 按位或

  2. 功能

只要对应的二个二进位有一个为1时,结果位就为1,否则为0。

  1. 举例: 比如9|5,其实就是1001|101=1101,因此9|5=13
  1. ^ 按位异或

1> 功能

当对应的二进位相异(不相同)时,结果为1,否则为0。

2> 举例: 比如9^5,其实就是1001^101=1100,因此9^5=12

3> 规律

  • 相同整数相^的结果是0。比如5^5=0
  • 多个整数相^的结果跟顺序无关。比如5^6^7=5^7^6
  • 因此得出结论:a^b^a = b
  1. ~ 取反

对整数a的各二进位进行取反,符号位也取反(0变1,1变0)

  1. << 左移

  • 把整数a的各二进位全部左移n位,高位丢弃,低位补0。左移n位其实就是乘以2的n次方
  • 由于左移是丢弃最高位,0补最低位,所以符号位也会被丢弃,左移出来的结果值可能会改变正负性
  1. >> 右移

  • 把整数a的各二进位全部右移n位,保持符号位不变。右移n位其实就是除以2的n次方
  • 为正数时, 符号位为0,最高位补0
  • 为负数时,符号位为1,最高位是补0或是补1 取决于编译系统的规定
  1. 习题

  2. 在不用引入其他变量的情况下,使用位异或^运算符实现两个变量值的互换
  3. 使用位与&运算符变量的奇偶性
  4. 编写一个函数,用来输出整数在内存中的二进制形式
  1. char类型

  2. 存储细节

ASCII单字节表(双字节GBK\GB2312\GB18030\Unicode)

  1. 常见错误

char c = A;

char c = "A";

char c = ‘ABCD‘;

char c = ‘男‘; //一个汉字占三个字节

  1. 当做整型使用

在-128~127范围内,可以当做整数来用

  1. %c和%d\%i的使用

printf("%d", ‘A‘);

printf("%c", 68);

  1. 转义字符


转义字符


意义


ASCII码值


\n


将当前位置移到下一行开头(回车换行)


10


\t


跳到下一个TAB位置


9


\\


代表一个反斜线字符


92


\‘


代表一个单引号字符


39


\"


代表一个双引号字符


34


\0


空字符


0

  1. 习题

  1. 编写一个函数,将小写字母转为大写
  2. 说出程序的输出结果

int main()

{

int i = 67 + ‘4‘;

char c = ‘c‘ - 10;

printf("%d - %c\n", i, i);

printf("%d - %c\n", c, c);

return 0;

}

内容来源:传智播客李明杰老师授课内容

时间: 2024-11-05 22:53:54

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