C语言-05-内存分析

一、进制

1> 内存细节

根据数据类型分配相应大小的内存空间

内存空间由高地址向低地址分配

数据一般按照从高位到低位存储

2> 常用的进制格式

十进制

① 由0~9十个数字组成
② 逢10进1
③ 默认为十进制数
④ printf函数的输出格式为%d或%i
⑤ 内存中以二进制存储

二进制

① 由0和1两个数字组成
② 逢2进1
③ 在数字开头加上0b或0B，表示二进制数
④ 无法直接输出二进制数，需要进行转换

八进制

① 由0~7八个数字组成
② 逢8进1
③ 在数字开头加上0，表示八进制数
④ printf函数的输出格式为%o

十六进制

① 由0~9，a~f（A~F）十六个字符组成
② 逢16进1
③ 在数字开头加上0x或0X，表示十六进制数
④ printf函数的输出格式%x或%X

3> 进制之间的转换

二进制与十进制

① 二进制转化为十进制，是二进制数各个数位上得数字乘以2的该数
位所在的位数减1次幂，如：0b11 = 1x（2的1次幂）+ 1x（2
的0次幂）
② 十进制转化为二进制，先将该数转化为2的幂次累加的形式，系
数就为该十进制数的二进制形式，如11 = 1x（2的3次幂）+ 0x（2
的2次幂）+1x（2的1次幂）+1x（2的0次幂）

二进制与八进制

① 二进制转化为八进制数，先将二进制数从低位到高位，每三位分为
一组，每组转化为一位八进制数
② 八进制转化为二进制数，将八进制数一位转化为三位二进制

二进制与十六进制

① 二进制转化为十六进制，先将二进制数从低位到高位，每四位分为
一组，每组转化为一位十六进制数

八进制、十六进制与十进制

① 八进制、十六进制与十进制之间的转化，一般要借助二进制，先
将八进制、十六进制或十进制转化为二进制，再进行转化

4> 类型说明符

long和short

① short修饰的数据占两个字节，short默认表示short int类型，一
般在进行操作之前，先转化为int类型，printf函数的输出格式为%d
② long修饰的数据占八个自己，long默认为long int类型，printf
函数的输出格式为%ld

signed 和unsigned

① unsigned修饰的数据只能表示整数非负整数
② signed修饰的数据可以表示整数，默认为signed类型
③ unsigned类型表示的非负整数个数时signed表示的二倍

5> n位2进制数的取值范围

signed修饰

signed修饰的n为二进制数的表示范围为（0~（2的n次幂-1））

unsigned修饰

unsigned修饰的n为二进制数的表示范围为（（-2的n次幂）~
（2的n次幂-1））

6> 示例

#include <stdio.h>

//定义一个函数将一个整数转化为二进制形式输出
void intToBinary(int number);

int main()
{
//short unsigned定义的数据能表示最大的整数
//为2的16次幂-1即65535，此句会发出警告
short unsigned a = 65536;

//定义int型变量，并将二进制数13赋值给该变量
int b = 0b1101;
//定义int型变量，并将八进制数13赋值给该变量
int c = 015;
printf("b=%o\n", c);
//定义int型变量，并将十六进制数13赋值给该变量
int d = 0xd;
printf("b=%x\n", c);

//将一个整数转化为二进制形式输出
intToBinary(c);

return 0;
}

//定义一个函数将一个整数转化为二进制形式输出
void intToBinary(int number)
{
//存储number在内存中所占的位数
int count;
//存储每位二进制的数值
int bit;

//计算number在内存中所占的位数
count = sizeof(number)*8;

for (int i = count; i > 0; )
{
i--;
//通过右移和按位与运算计算number每个二进制位的数值
bit = number>>i & 1;
printf("%d", bit);

//每输出四个二进制位，输出一个制表符
if (0 == i % 4)
{
printf("\t");
}
}
}

二、位运算

1> 按位与（&）

全1才为1，否则为0

可以某个二进制位的值

2> 按位或（|）

全0才为0，否则为1

3> 按位异或（~）

相同为0，不同为1

某个数异或自己为0，异或0为自己

异或运算可以交换

异或可以用于交换两个变量的值

4> 按位取反（^）

0变为1，1变为0

按位取反连同符号位一块取反

5> 左移（<<）

低位补0，溢出位舍弃

符号位可能会被舍弃，正负性可能会改变

某个数左移n为等价于该数乘以2的n次幂

左移的效率比乘法高

6> 右移（>>）

负数右移，高位补1，溢出位舍弃

整数右移，高位补0，溢出位舍弃

某个数右移n为等价于该数除以2的n次幂

右移的效率比除法高

7> 示例（该示例使用代码块）

{
int a = 9;
int b = 8;
//记录移动的位数
int n;
//记录中间变量的值
int temp;

/*
用按位与运算判断一个整数的奇偶性，
比较运算符的左值和右值，如果是表达式，尽量用小括号括住
*/
(a & 1) == 1 ?
printf("a为奇数\n"):printf("a为偶数\n");

//按位或
temp = a | b;

//用按位异或运算实现交换两个变量的值
a = a ^ b;
b = a ^ b;
a = a ^ b;

//按位取反
temp = ~a;

//用左移运算符实现乘以2的n次幂运算，这里乘以2的1次幂
n = 1;
temp = a << n;

//用左移运算符实现除以2的n次幂运算，这里除以2的2次幂
n = 2;
temp = a >> n;
}

三、char类型

1> 内存细节

占用一个字节大小的内存

在内存中以ASCII码（一个整数）形式存储

2> 使用注意

char类型可以存储一定范围的整形数据（0~127）

char类型可以进行自动类型提升整型，可以像操作整形数据一样操作char型数据

具有特殊含义的字符用printf函数输出时，要先转化为转义字符

将整数转化为字符，一般用这个整数加上'0'，即为这个整数的字符形式

3> 示例

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

//定义一个函数，将一个字符转化为对应的大小写形式
char upperOrLower(char c);

int main()
{
//存储一个字符
char c;
//存储字符转换后的形式
char temp;

c = 'a';
//将一个字符转化为对应的大小写形式
temp = upperOrLower(c);
}

char upperOrLower(char c)
{
//若字符为小写形式，转换为大写形式
if (c >= 'a' && c <= 'z')
{
printf("该字符的小写形式为：%c\n", c - ('a' - 'A'));
return c - ('a' - 'A');
}
//若字符为大写形式，转换为小写形式
else if (c >= 'A' && c <= 'Z')
{
printf("该字符的小写形式为：%c\n", c + ('a' - 'A'));
return c + ('a' - 'A');
}
else
{
printf("输入有误，程序退出！\n");
exit(1);
}
}