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标题: C语言【进制、原反补码、数据类型】 [打印本页]

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作者: 泉缘泉    时间: 2023-12-22 03:27
标题: C语言【进制、原反补码、数据类型】
C语言【进制、原反补码、数据类型】

1、二进制、八进制、十进制、十六进制在C语言中的使用（赋值及输出）？

1. /**
2.         二进制
3.         赋值时以 0b 或 0B 开头；
4.         输出时没有所属占位符, 十六进制整数输出也比较直观
5. */
6. int num_bin = 0b110;
7. printf("%d\n", num_bin);        // 以十进制整数形式输出
8. //其他进制输出形式略，总之就是没有二进制形式的输出

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1. /**
2.         八进制
3.         赋值时以0（零）开头；
4.         占位符：%o (小写字母o , 八进制整数)
5. */
6. int num_oct = 0123;
7. printf("%o\n", num_oct);        // 以八进制整数形式输出

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1. /**
2.         十进制
3.         赋值时正常表示
4.         占位符：%d 表示输出形式为十进制整数
5. */
6. int num_deci = 123456;
7. printf("%d\n", num_deci);

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1. /**
2.         十六进制
3.         以0x或0X开头
4.         占位符： %x     输出十六进制整数（A-F输出为小写）
5.                    %X     输出十六进制整数(A-F输出为大写)
6.                %#x    输出0x样式十六进制整数
7.                    %#X    输出0X样式十六进制整数
8. */
9. int num_hex = 0xff;
10. printf("%x\n", num_hex);
11. printf("%#x\n", num_hex);
12. printf("%#X\n", num_hex);

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拓展问题：有没有浮点类型二/八/十六进制的数的展示 ？输出呢？
似乎有，似乎用处不大。来一段：

1. float hex_float = 0x1P3;
2. printf("hex_float = %f\n", hex_float);  // 输出为 hex_float = 8.000000

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在这里，0x1P3是一种用科学计数法表示十六进制浮点数的方式。在这个例子中，1P3表示1乘以2的3次方，也就是8。
2、进制转换略。   遗留问题： 浮点数的进制转换？

3、机器数指一个数在计算机中存储的二进制原样；真值指按规则编码后表示的值，比如1001这个二进制数，如果把最高位的1表示为符号位，则其真值为-1。

4、原反补码是什么及各自的转换。

• 原码：最高位表示符号位（0正、1负）的机器数。
  
• 反码：正数反码即原码；负数反码符号位不变，其他位取反。
  ​        反码存在的意义就是为了求补码。
  
• 补码：正数的补码即原码；负数的补码即反码+1。
  ​        补码存在的意义就是为使计算机运算更方便，因为计算机没有设计减法器，听说减法器不如用补码更简洁和高效。
  ​        补码的设计原理是：让负数原码的绝对值和负数的补码相加为全零（最高位溢出），这个补全后的数即为该存储大小能表示的个数，2字节的话这个数即为65536，这样的话有效位数就全为0了。
  ​        比如：2+（-2）=0。 -2的补码离有效位全0少2；+2离有效位全0多了2，对于有效位全0来说刚好互补。
  ​        这样设计的好处为：作减法运算时，可视为正数和负数相加。
  ​        运算时，符号位也参与运算。
  ​        负数补码转原码时，也可以直接取反后+1得到。
  1. /**
  2.         下面的代码中
  3.                 short 占两个字节，能表示65536个数，最高位溢出，有效位全0
  4.                 -2的在内存中以补码形式存储，表示为十进制即为65534，要用%u输出
  5.                 也可以想-2离有效位全0即65536少2，即65534
  6. */
  7. unsigned short num_byte2 = -2;
  8. printf("%hu\n", num_byte2);        // 输出为 65534  hu表示无符号短整型
  10. short num_byte2_1 = -2;
  11. printf("%hu\n", num_byte2_1);        // 输出为 65534  

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  ​        问题：参考上面的代码，下面的代码为什么会这样子输出？
  1. unsigned short num_byte2 = -2;        // 这一步将num_byte2转换为65534
  2. printf("%u\n", num_byte2);                // 输出为 65534
  4. short num_byte2_1 = -2;                        // 在这一步num_byte2_1还是-2
  5. printf("%u\n", num_byte2_1);        // 输出为 4294967294  转换为无符号时short占不下了，按四个字节来，就变成了 4294967296-2， 即 4294967294

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5、基本数据类型

• 整型
  
  
  
  • 短整型 short    ----------     2Byte
    ​        有符号短整型 signed short / short          占位符为： %hi        表示范围：-32768到32767   字面量无尾缀
    ​        无符号短整型 unsigned short                        占位符为： %hu                表示范围：0到65535     字面量无尾缀表示
    
  • 整型 int  ----------   16位机 2Byte； 32位机 4Byte
    ​        有符号整型 signed int / int          占位符： %d        表示范围： 根据位数决定
    ​                        一般拼写上一个没超过int范围的数默认字面量的类型为int，除非在字面量后面加尾缀。
    ​        无符号整型 unsigned int             占位符     %u        表示范围： 根据位数决定      字面量尾缀为u或U
    
  • 长整型 long  -----------  32位机 4Byte； 64位机 8Byte          问题： 我64位机咋还是4Byte？  windows的问题。Linux就是8个。不同系统使用的数据模型不同，导致long表示的范围不能确定无二。
    ​        有符号长整型 signed long / long          占位符：%ld         表示范围：不做掌握     字面量尾缀 l或L
    ​        无符号长整型 unsigned long               占位符： %lu          表示范围：不做掌握      字面量尾缀lu或ul
    
  • 长长整型 long long  ------------  8Byte
    ​        有符号长长整型 signed long long / long long        占位符： %lld        表示范围：很大很大  字面量尾缀ll或LL
    ​        无符号长长整型 long long          占位符： %llu （l和u位置不可互换） 表示范围：很大很大   字面量尾缀llu或LLU
    
  注意：
  任何系统的pointer(指针类型)位数和系统一致，比如64位即8Byte；       
  char、int、long long不随系统改变； 
  尽量不使用long；
  想确保int为4Byte可以使用stdint.h库里的 int32_t 类型
  
  
• 浮点型                   浮点型没有无符号表示。浮点数的底层是三段存储的，符号位、指数部分、有效部分，具体转计算机组成原理查看。
  
  
  
  • 单精度浮点型 float  ---------  4Byte  
    表示范围：1.2E-38 到 3.4E+38      有效小数位 6-9
    字面量尾缀f或F，给不加小数点的字面常量尾缀f或F会报错
    占位符：对于printf(...)来说，单精度和双精度都是 %f    C99打补丁后都可以为%lf
      对于scanf(...)来说，单精度只能为 %f
    
  • 双精度浮点型 double ---------  8Byte
    表示范围 2.3E-308 到 1.7E+308      有效小数位数 15-18
    加了小数点的字面量默认为double，无需尾缀
    占位符：对于printf(...)来说，单精度和双精度都是 %f    C99打补丁后都可以为%lf
      对于scanf(...)来说，双精度只能为 %lf
    
  • 长双精度浮点型 long double  ------------  32位机 10Byte； 64位机16Byte
    表示范围 很大很大      有效小数位数18位以上
    字面量尾缀l或L，给不加小数点的字面常量尾缀f或F会表示为long
    占位符：%Lf
    
  • 浮点数打印时默认保留六位小数，可自行调整。如下：
    1. double num_doub = 123456789.23956;
    2. // 注意： 这个保留的两位是四舍五入而不是截取 （我用的gcc，别的编译器没试过）
    3. printf("%20.2lf\n", num_doub);                // 总共输出二十个字符，不够前面补空格。小数点后保留两位，如果整数位大于二十，则仍然完整输出整数位，小数位保留两位（注意.2后面是字母l,不是数字1）
    5. // %e 占位符可以输出浮点数的科学计数法表示形式（适用float和double） 长双用%Le（L大写）
    6. double num_double2 = 123.4;
    7. printf("%e\n", num_double2);

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• 字符型 char ------- 1Byte  
  占位符： %c
  不能存中文字符，想存中文字符用指针或数组。
  本质就是一个整数。不同设备把char默认为有符号/无符号的类型。一般是有符号，即 -128 到 127
  
• 布尔型 _Bool      C89标准没有布尔类型。C99提供了_Bool类型，底层依然是整型。
  

6、数据类型转换

• 隐式转换（自动类型转换）
  short（2）/ char（1） ---->  int（2/4） ----->  unsigned int (2/4) --------> long(4/8) ------> unsigned long(4/8) ---->  long long(8) ------> float(4)  ------>  double(8)  ------>  long double(10/32)
  

​                浮点转整型有可能出现溢出（如果整数很大）或者 精度缺失

• 显示转换（强制类型转换，略） 整数小转大具体细节按补码计算。涉及浮点数的小转大不会。
  1. float num_f = 12.3f;
  2. double num_dou = (double) num_f;
  3. printf("%lf\n", num_dou);                // 输出 12.300000

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7、sizeof(...)的使用，格式占位符，返回的类型等。

sizeof(类型/变量名/字面量/表达式)
如果不是查看 类型或表达式 的大小，可以使用 sizeof 变量名/字面量
占位符为 %zu    或   %d
返回类型为size_t，根据系统决定实际类型。
返回类型的字节个数，如果查看某个字面量的字节占用个数，查的是它默认的使用类型字节数。
8、补充

1.   转义字符

\b 退格；  \n  换行符； \r  回车符；  \t  制表符；  \加单双引号或斜杠在特殊情况下转义为它们本身等
2.    C语言中非0即为真，-1也是真。

3.    和  提供的类型，略。

1. #include<stdio.h>
2. #include<stdint.h>
3. // 精确宽度整数类型
4. // 64位，很多计算机底层为long long  ， %d 输出会数值错乱
5. int64_t e1 = 4500000000;   

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