《编程范式》学习笔记

(一)编程范式

（1）八位能表示最大的数是多少？

为255，最多能表示256个数（包括0），2^x=2^0+2^1+2^2+2^3+…………+2^(x-1)+1

（2）二进制计算：负整数与正整数相加的结果0时，是如何进行二进制运算的？

以short类型（2字节）为例，00000000 00001111 与10000000 00001111相加，对后者取反加1得到11111111 11110001，相加便得到00000000 00000000。-1的二进制表示是个例外，以short为例，为11111111 11111111，因为1的表示为0000 0001，相加正好为0。

（3）不同数据类型之间的赋值

字节数小的赋值给字节数大的，例char赋值给short，00001111转化为short类型，结果为00000000 00001111。字节数大的赋值给字节数小的，例01010000 00001111转化为char类型，则舍弃多余的字节得到00001111，在这里有个误区，例A类型最大能表示的值为100，现在想要将值为123的B类型转化为A类型，不能想当然的认为转换后为100。另外由于-1的char表示为1111 1111，若要将其转化为short类型，需要进行符号扩展，从而变成11111111 11111111。

（4）浮点数的二进制是如何表示的，以float为例？

数学公式为 （符号位）1.xxxx*2^(exp-127) exp为八位无符号整型，范围为-255~255

[符号位][八位无符号整型，即exp][23位表示小数（2^-x），即.xxxx]

（5）强制类型转换（简单讲讲）

float j=4.0；

int i=（int ）&j；

此时j的各位值都不会变，而i会照搬其各位的值，当然，获得的值不是4。

float j=4.0；

short i=（short ）&j；

此时short类型只有2个字节，因此只将float的前两个字节的数照搬过来。

（二）C语言

（1）struct

struct exm
{
int a;
int b;
}
exm sa;
sa.a=1;
sa.b=2;
print (exm *)&（sa.b）->a

得出的结果为2，其中原理如图：



(exm *)&（sa.b）->b=3;



print((&sa)[1].a) 输出为3，其中原因为把&sa当成了数组首地址，基础单位为exm。

(2)无论是string、int、float、short，他们都是线性寻址，举个Int的例子。

int x=1；
int y=2;
swap(&x,&y)；
int swap(int *xp,int *yp)           //xp，yp为x、y的地址
{
int temp=*xp;
*xp=*yp;
*yp=temp;                           //这里的*x就相当于int类型的x
}

对于其他类型来说，所做的操作也是一样的，就是根据一个地址逐单位寻址。

(3)我们可以编写一个具有泛化能力的swap函数，它将是一个可以输入任何类型的函数。

void swap(void *vp1,void *vp2,int size)
{
char buffer[size];
memcpy(buffer, vp1,size);
memcpy(vp1, vp2,size);
memcpy(vp2, buffer,size);
}

其中memcpy函数前两个参数为指针，第三个参数为复制字节数，它会根据字节数按顺序对指针进行解引用并复制内容。

这个函数可以接受任何类型的输入，它不关心输入的为什么类型，只关心首地址与复制长度。s事实上任何类型的输入都不会引发编译器的报错。一下为几个特例：

(a)

short a=2;
int b=3;
swap(&a,&b,sizeof(short)) //只会复制前两个字节

(b)

char *a=strdup（"1234"）;     //strdup() 可在堆中为一个char数组分配内存，并返回首地址。
char *b=strdup("4567");
swap（&a,&b,sizeof(char *));       //char *为指针类型，为四个字节.
cout<< a<<endl;                //输出为4567
cout<< b<<endl;             //输出为1234

在这段程序中，swap的输入实际上为char**类型，以a举例，1234四个字符的值在堆中，他们相应的指针在栈中保存，而输入为&a，这意味着输入为指针的地址，所以swap所交换的实际上是指针的值，由于size为4，所以只交换数组首地址的值，首地址交换，输出的值自然也就交换了。

(c)

char *a=strdup（"1234"）;     //strdup() 可在堆中为一个char数组分配内存，并返回首地址。
char *b=strdup("4567");
swap（a,b,sizeof(char);       //char *为指针类型，为四个字节.
cout<< a<<endl;                //输出为4234
cout<< b<<endl;             //输出为1567

在这段程序中，swap的输入为char*类型，即将数组首地址传入，size为1，因此所改变的实际上为堆中数组的值。

(4) 我们将再写一个具有泛化能力的搜索函数，就是在一个数组中搜索指定的值。

void * lsearch（void *key,void *base,int n,int elemSize） //key为想要搜索的值，base为数组首地址，n为数组元素个数，elemSize为数组中元素大小。

{
for（int i=0;i<n;i++）
{
void *  elemAddr=(char *)base+i*elemSize;        //在这里是数组首地址的平移
if（memcmp（key，elemAddr，elemSize）==0）//memcmp是一个比较函数，他会根据size依次对字节的值进行比较。
{
return elemAddr；    //返回结果指针

}
}
return 0;
}