C语言深入分析整形数据存储

C语言深入分析整型数据存储

1. 整型数据存储方式

在C语言中，整形数据可以使用不同的存储方式：有符号数表示正数和负数，无符号数只表示非负数。从存储方式上来讲，整型数据的存储可以分为大端和小端两种方式。

1.1 有符号数的存储

有符号数使用补码表示。最高位表示符号位，0表示正数，1表示负数，剩下的位表示数值。以8位为例，有符号数-1的补码为11111111。补码表示有一个很好的特性，就是加减法都可以同样适用，而且可以直接在二进制上进行操作。

1.2 无符号数的存储

无符号数以二进制形式存储，没有符号位。

1.3 大端和小端

大端和小端指的是从存储方式上来讲，高位字节在前还是低位字节在前。在大端模式中，最高字节在最低地址，最低字节在最高地址；在小端模式中，最低字节在最低地址，最高字节在最高地址。因为不同的CPU架构对于大端和小端的支持是不同的，所以在编写代码时要留意并考虑平台兼容性。

2. 示例说明

2.1 大端和小端的示例说明

下面这段代码将一个int类型的数字“0x12345678”转换成char*类型并分别输出每个字节的值，看看结果会是怎样。

#include <stdio.h>

int main()
{
    int num = 0x12345678;
    char *p = (char*)&num;

    for (int i = 0; i < sizeof(int); i++)
    {
        printf("%x ", p[i]);
    }
    printf("\n");

    return 0;
}

在大端机器上运行，结果为：

12 34 56 78

在小端机器上运行，结果为：

78 56 34 12

2.2 无符号数和有符号数的示例说明

下面这段代码将会输出有符号数和无符号数的不同内存表达方式。

#include <stdio.h>

int main()
{
    int i = -100;
    unsigned int u = i;
    char *pi = (char*)&i;
    char *pu = (char*)&u;

    printf("i=%d, u=%u\n", i, u);
    printf("i的内存表达：");
    for (int j=0; j < sizeof(int); j++)
    {
        printf("%x ", *(pi+j));
    }
    printf("\nu的内存表达：");
    for (int j=0; j < sizeof(unsigned int); j++)
    {
        printf("%x ", *(pu+j));
    }
    printf("\n");

    return 0;
}

输出结果为：

i=-100, u=4294967196
i的内存表达：9c ff ff ff 
u的内存表达：9c ff ff ff

可以看出，在内存中无符号数和有符号数的存储方式是相同的，但是表现形式不同。因此，在进行数据转换时要注意区别存储方式和表现形式的不同。