C语言内存分析☀️

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一、进制

  • 概念:进制是一种计数方式,是数值的表现形式

  • 4种主要的进制:
    ①. 十进制:0~9
    ②. 二进制:0和1
    ③. 八进制:0~7
    ④. 十六进制:0~9+a b c d e f

  • C语言在默认的情况下为十进制。
    Int num=1010;//十进制
    Int num=0b1100;//二进制,以0b或者是0B开头
    Int num=014;//八进制,以0开头
    Int num=0x4;//十六进制,以0x开头

  • 占位符:
    %d和%i :一十进制整数的形式输出一个值
    %o :以不带符号的八进制输出
    %x :以不带符号的十六进制输出
    %u :以不带符号的十进制输出
    %c : 输出字符
    %p : 输出地址
    %f : 输出小数
    %s : 输出字符串

  • N位二进制的取值范围:
    2位···0~3 0~2的2次方-1
    3位···0~7 0~2的3次方-1
    N位··· 0~2的n次方-1

  • 判断以下数据是否正确:
    0x7h4 0986 .089 0b325 10e8.7 96f -.003

  • 类型的取值:
    在64位编译器下,int类型 占4个字节 共4x8=32bit char类型 占1个字节 共1x8=8bit ,在内存中以字节为单位进行存储。

二、内存分析

  • 注意:内存寻址,由大到小。
    Int a=1;
    Int b=2;

三、类型说明符

Short== Short int %d 2
Long ==long int %ld 8
Long long ==Long long int %lld 8
Signed ==Signed int==int %d 4(有符号)
Unsigned ==Unsigned int %u 4(无符号)

Signed和unsigned的区别在于最高位要不要拿来作为符号位,显然后者的取值范围更大。这两个说明符可和long等说明符组合使用,但不会改变字节数。Unsigned代表int类型的最高位,不必用来作为符号位。

四、位运算

  • (一)按位与 &
    功能:只有对应的两个二进制位均为1时,结果才为1,否则为0。
    示例:9&5 的结果为1
    1001
    0101
    ———
    0001
    说明:如果位与上1则保留原值,与上0则为0。
    应用:查询0101 0111 0000的倒数第六位是0还是1,则可以与上数值以判断,得出的结果是什么,那么它的原值就是什么。
    0101 0111 0000
    0000 0010 0000
    0000 0010 0000

  • (二)按位或 |
    功能:只要对应的两个二进制位有一个为1则结果为1,否则为0。
    举例:9|5的结果为13
    1001
    0101
    ———
    1101

  • (三)按位异或 ^
    功能:当对应的两个二进制位不相等时,结果为1,否则为0。
    举例:9^5的结果为:12
    1001
    0101
    ———
    1100

规律:
①. 相同整数异或的结果为0,如5^5=0
②. 顺序可以交换。如959=995=0^5=5
③. 任何数值跟0进行异或,结果还是原来的数值。9^0=9
④. aba==b

(四)按位取反 ~

  • 举例:~9的结果为-10
    0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1001
    1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0110

(五)左移 <<

  • 如a<<n
    把整数a的二进制位全部左移n位,高位丢弃,低位补零。左移n位的结果其实是乘以2的n次方,由于符号位会被丢弃,所以结果可能会改变正负性。

举例:9<<1的结果为18
0000 1001
0010 0010
应用:如果某个数需要乘以2的n次方,那么使用位运算效率更高。

(六)右移 >>

  • 如a>>n
    把整数a的二进制位全部右移n位,低位丢弃,符号位不变,一般情况下高位用符号位补齐。右移的结果实际上是除以2的n次方。

(七)练习

  • (1)使用位运算交换两个变量的值

#include<stdio.h>
int main()
{
int a=10;
int b=11;
printf("a=%d,b=%d\n",a,b);
a=a^b;
b=a^b;
a=a^b;
printf("a=%d,b=%d\n",a,b);
return 0;
}

  • (2)使用位&运算符判断变量的奇偶性

#include<stdio.h>
int main()
{
printf("请输入需要判断的整数:\n");
int n;
scanf("%d",&n);
/*
if(n%2==0)
printf("这个数是偶数\n");
else
printf("这个数是奇数\n");
*/
if((n&1)==1
printf("这个数是奇数\n");
else if((n&1)==0)
printf("这个数是偶数\n");
return 0;
}

  • (3)编写一个函数,输出整数的二进制格式

#include<stdio.h>
void putbinary(int number);
int main()
{
printf("这个程序的作用是把你输入的整数以二进制的格式输出\n");
printf("请输入一个整数:\n");
int n;
scanf("%d",&n);
putbinary(n);
return 0;
}
void putbinary(int number)
{
//int count=sizeof(number)*8-1;
int count=(sizeof(number)<<3)-1;//注意这里需要注明优先级
printf("%d\n",count);
while(count>=0)
{
int value=(number>>count)&1;
printf("%d",value);
//每四个数字,打印一个空格
if(count%4==0)
printf(" ");
count--;

}
}

五、char类型

  • (一)基础
    Char c=‘A’;
    字符在内存中也是也二进制的格式存储的。
    Int num=6;//在内存中以00···0110存储
    Char num=‘6’;//对应的ascii码值是54=32+16+4+2,在内存中为11 0110
    两者之间有着本质的区别,一个是具体的整数值,一个是字符,以ASCII格式存储。

  • (二)使用注意
    单引号只能括住单字节的字符,ASCII中的所有字符都是单字节的。
    Char c=’男’;//错误,因为一个汉字占据3个字节的存储空间
    Char c=”A”;//错误,这是字符串,为‘A’+‘\0’。
    Char c=65;//正确,另一种形式而已
    Char类型占据一个字节,所以它的取值范围为-128~127。
    帮助:输出一个\,使用\,输出一个单引号使用\’,输出一个双引号,使用"。

  • 练习:编写一个函数,将小写字母转换为大写。

#include<stdio.h>
char upper(char c)
{
if(c>='a'&&c<='z')
return c-('a'-'A');
else
return c;
}
int main()
{
char a=upper('b');
printf("%c\n",a);
return 0;
}

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