C語言記憶體分析

一、進位制

概念：進位制是一種計數方式，是數值的表現形式

4種主要的進位制：

①. 十進位制：0~9 

②. 二進位制：0和1

③. 八進位制：0~7

④. 十六進位制：0~9+a b c d e f

C語言在預設的情況下為十進位制。

Int num=1010;//十進位制

Int num=0b1100;//二進位制，以0b或者是0B開頭

Int num=014;//八進位制，以0開頭

Int num=0x4;//十六進位制，以0x開頭

佔位符：

%d和%i    ：一十進位制整數的形式輸出一個值

%o ：以不帶符號的八進位制輸出

%x ：以不帶符號的十六進位制輸出

%u ：以不帶符號的十進位制輸出

%c : 輸出字元

%p : 輸出地址

%f : 輸出小數

%s : 輸出字串

N位二進位制的取值範圍：

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

判斷以下資料是否正確：

0x7h4 0986 .089 0b325 10e8.7 96f -.003 

型別的取值：

在64位編譯器下，int型別 佔4個位元組 共4x8=32bit char型別 佔1個位元組 共1x8=8bit ，在記憶體中以位元組為單位進行儲存。

二、記憶體分析

注意：記憶體定址，由大到小。

Int a=1;

Int b=2;

三、型別說明符

Short== Short int %d 2

Long ==long int %ld 8

Long long ==Long long int  %lld 8

Signed ==Signed int==int %d 4（有符號）

Unsigned ==Unsigned int %u 4（無符號）

Signed和unsigned的區別在於最高位要不要拿來作為符號位，顯然後者的取值範圍更大。這兩個說明符可和long等說明符組合使用，但不會改變位元組數。Unsigned代表int型別的最高位，不必用來作為符號位。

四、位運算

 （一）按位與 &

功能：只有對應的兩個二進位制位均為1時，結果才為1，否則為0。

示例：9&5 的結果為1

1001

0101

——

0001

說明：如果位與上1則保留原值，與上0則為0。

應用：查詢0101 0111 0000的倒數第六位是0還是1，則可以與上數值以判斷，得出的結果是什麼，那麼它的原值就是什麼。

0101 0111 0000

0000 0010 0000

0000 0010 0000

（二）按位或 |

功能：只要對應的兩個二進位制位有一個為1則結果為1，否則為0。

舉例：9|5的結果為13

1001

0101

——

1101

（三）按位異或 ^

功能：當對應的兩個二進位制位不相等時，結果為1，否則為0。

舉例：9^5的結果為：12

1001

0101

——

1100

規律：

①. 相同整數異或的結果為0，如5^5=0

②. 順序可以交換。如9^5^9=9^9^5=0^5=5

③. 任何數值跟0進行異或，結果還是原來的數值。9^0=9

④. a^b^a==b

（四）按位取反 ~

舉例：~9的結果為-10

0000 0000  0000  0000 0000  0000  0000  1001

1111 1111 1111  1111  1111  1111 1111 0110

（五）左移 <<

如a<<n

把整數a的二進位制位全部左移n位，高位丟棄，低位補零。左移n位的結果其實是乘以2的n次方，由於符號位會被丟棄，所以結果可能會改變正負性。

舉例：9<<1的結果為18

0000 1001

0010 0010

應用：如果某個數需要乘以2的n次方，那麼使用位運算效率更高。

（六）右移 >>

如a>>n

把整數a的二進位制位全部右移n位，低位丟棄，符號位不變，一般情況下高位用符號位補齊。右移的結果實際上是除以2的n次方。

（七）練習

（1）使用位運算交換兩個變數的值

 

（2）使用位&運算子判斷變數的奇偶性

 

（3）編寫一個函式，輸出整數的二進位制格式

 

五、char型別

（一）基礎

Char c=‘A’;

字元在記憶體中也是也二進位制的格式儲存的。

Int num=6;//在記憶體中以00···0110儲存

Char num=‘6’;//對應的ascii碼值是54=32+16+4+2，在記憶體中為11 0110

兩者之間有著本質的區別，一個是具體的整數值，一個是字元，以ASCII格式儲存。

（二）使用注意

單引號只能括住單位元組的字元，ASCII中的所有字元都是單位元組的。

Char c=’男’；//錯誤，因為一個漢字佔據3個位元組的儲存空間

Char c=”A”;//錯誤，這是字串，為‘A’+‘\0’。

Char c=65;//正確，另一種形式而已

Char型別佔據一個位元組，所以它的取值範圍為-128~127。

幫助：輸出一個\，使用\\,輸出一個單引號使用\’，輸出一個雙引號，使用\"。

練習：編寫一個函式，將小寫字母轉換為大寫。