---

目錄

前言

一、整形數據在內存中的存儲

二、大小端字節序

三、大小端字節序的判斷

四、字符型數據在內存中的存儲

總結

---

---

前言

? ? ?本文主要講述整型包括字符型是如何在內存中存儲的，涉及到大小端字節序這一概念，還有如何判斷大小端，希望對大家有所幫助

---

??感謝支持，點贊關注不迷路??

---

（本文內容涉及到整形提升，如不了解，主頁中可查看詳細，兩篇結合起來看更深入）

一、整形數據在內存中的存儲

我們都知道。整數的2進制表示有3種，即原碼、反碼、補碼。

? ? ?

有符號的整數，三種表示方法均有符號位和數值位兩部分，符號位都是用0表示“正”，用1表 示“負”，最高位的一位是被當做符號位，剩余的都是數值位。

• 原碼：直接將數值按照正負數的形式翻譯成二進制得到的就是原碼。
• 反碼：將原碼的符號位不變，其他位依次按位取反就可以得到反碼。
• 補碼：反碼+1就得到補碼。

正整數的原、反、補碼都相同。

負整數的三種表示方法各不相同。

對于整形來說：數據存放內存中其實存放的是補碼。

為什么呢？

? ? ?

在計算機系統中，數值?律用補碼來表示和存儲。 原因在于，使用補碼，可以將符號位和數值域統一處理； 同時，加法和減法也可以統一處理（CPU只有加法器）此外，補碼與原碼相互轉換，其運算過程是相同的（都是取反加1），不需要額外的硬件電路。

（主頁·位操作符有詳細舉例）

---

二、大小端字節序

運行以下代碼，在vs（32位）調試窗口觀察其在內存中的存儲情況

#include <stdio.h>int main()
{int a = 0x11223344;return 0;
}

內存調試窗口：

（0x0058FB3C是a在內存中的首地址）

發現：a = 0x11223344，它在內存中存儲的卻是 44 33 22 11，是倒著存儲的。相信我們平時調試的時候肯定會有這樣的疑問，這就涉及到了大小端字節序了。

什么是大小端？

其實超過一個字節的數據在內存中存儲的時候，就有存儲順序的問題，按照不同的存儲順序，我們分為大端字節序存儲和小端字節序存儲，下面是具體的概念：

• 大端（存儲）模式： 是指數據的低位字節內容保存在內存的高地址處，而數據的高位字節內容，保存在內存的低地址處。
• 小端（存儲）模式： 是指數據的低位字節內容保存在內存的低地址處，而數據的高位字節內容，保存在內存的高地址處。

解釋說明：例如上面的 a = 0x11223344，我們按照數學方式讀這個數時，44是不是個位和十位。它相比于前面的 112233?是不是算低位。44?就是一個低位字節內容，VS是以小端模式存儲數據的，所以 44 就存儲在內存的低地址處，其余的就按順序往高處存儲，這樣我們看到的就是 44 33 22 11了。那么假如我們用的是大端模式存儲數據的，那么我們看到的就是 11 22 33 44 ，11在內存中對應的是低地址，44 是高地址。

為什么有大小端？

為什么會有大小端模式之分呢？

? ??

這是因為在計算機系統中，我們是以字節為單位的，每個地址單元都對應著?個字節，?個字節為8 bit 位，但是在C語言中除了8bit的 char 之外，還有16bit的 short 型，32bit的 long 型（要看具體的編譯器），另外，對于位數大于8位的處理器，例如16位或者32位的處理器，由于寄存器寬度大于一個字節，那么必然存在著一個如何將多個字節安排的問題。因此就導致了大端存儲模式和小端存儲模式。

? ? ?

例如：?個 16bit 的 short 型 x ，在內存中的地址為 0x0010，x 的值為 0x1122 ，那么0x11為高字節，0x22為低字節。對于大端模式，就將0x11放在低地址處，即0x0010中，0x22放在高地址處，即0x0011中。小端模式，剛好相反。我們常用的X86 結構是小端模式，而?KEIL C51 則為大端模式。很多的ARM，DSP都為小端模式。有些ARM處理器還可以由硬件來選擇是大端模式還是小端模式。

---

三、大小端字節序的判斷

判斷大小端其實很簡單，定義 int a = 1，16進制為 0x 00 00 00 01，我們只需要訪問其首地址對應的字節內容即可，小端會以 0x 01 00 00 00 從低地址往高地址排放，大端會以 0x 00 00 00 01 從低地址往高地址排放。

如下，一小段代碼即可：

#include <stdio.h>int check_sys()
{int a = 1;return *(char*)(&a);
}int main()
{int ret = check_sys();if (ret == 1){printf("小端\n");}else if (ret == 0){printf("大端\n");}return 0;
}

運行結果（VS）：

---

四、字符型數據在內存中的存儲

字符型其實也屬于整形范疇，存儲的是其ASCII碼值。

我們可以先觀察以下代碼：

#include <stdio.h>int main()
{char a = -1;signed char b = -1;unsigned char c = -1;printf("a=%d, b=%d, c=%d\n", a, b, c);return 0;
}

運行結果：

解疑：

1. 首先我們知道，字符型變量以%d打印時是要發生整形提升的。
2. 然后a為char類型，vs中，char類型默認為有符號字符型，也就是等同于 signed char，所以a整形提升是要看符號位的，-1的補碼是11111111 11111111 11111111 11111111，a大小只有一個字節，存儲時會發生截斷取后8位，a其補碼為11111111，整形提升后 11111111 11111111 11111111 11111111，以%d打印的是原碼，再轉為原碼為10000000 00000000 00000000 00000001，因此打印的還是-1
3. b與a一樣，然后就是c，c是無符號字符形，c的補碼還是1111111，整形提升，無符號整形提升高位補0，也就是 00000000 00000000 00000000 11111111，再轉為原碼，因為是無符號整形，原反補相同，所以原碼還是 00000000 00000000 00000000 11111111，打印出來就是255。

---

在看這段代碼：

#include <stdio.h>int main()
{char a = -128;printf("%u\n", a);printf("%d\n", a);return 0;
}

運行結果：

解疑：

1. 我們發現以%u（無符號整形）方式打印時，打印出的是一個非常大的數字，以%d打印還是原數值，那么為什么會這樣呢
2. 首先，a以%u打印時，還是會發生整形提升，-128有點大，我們先算出-128的原碼為? 10000000 00000000 00000000 10000000，取反加1算出-128的補碼為 11111111 11111111 11111111 10000000，截斷后 a 的補碼就是10000000，以%u打印，雖然是以無符號整形打印，但是整形提升時是根據原類型進行提升的，原類型為char，有符號字符型，所以高位補符號位1，即 11111111 11111111 11111111 10000000。然后%u就發揮作用了，要把整形提升后的這個補碼看成無符號整形，這時候原反補就相同，原碼就是 1111111 11111111 11111111 10000000，打印出來的結果就是上圖中很大的數字，我們可以借助計算器驗證：
3. 
4. 以%d打印時接著2中整形提升后的補碼 11111111 11111111 11111111 10000000，這里是以%d打印，所以要看成有符號的整形，其原碼就要進行取反加1，即 10000000 00000000 00000000 10000000，打印出來就是-128

---

再看這段代碼：

#include <stdio.h>int main()
{char a = 128;printf("%u\n", a);printf("%d\n", a);return 0;
}

運行結果：

解疑：

1. 我們發現128的結果與-128的結果相同，這又是為什么
2. 其實我們自己再重新算一下就會發現，a存儲時補碼都是 10000000，因為128與-128的補碼后8位是完全相同的，截斷時值就相同。算一個特殊情況，因為a的值相同，所以后續以%u或者%d打印時效果也相同。

---

通過以上例題，我們可以再推導一下char型變量（有符號）的存儲范圍為啥是 -128~127了，還有 unsigned char 為啥是 0~255

我們畫圖分析：

如此，我們可以畫成一個圓：

這就是 char 類型為什么存儲范圍是-128~127，哪怕賦值的數字超過這個范圍，也會被截斷在這個范圍內。

這就是unsigned char 存儲范圍為什么是0~255。

其實，signed short 和 unsigned short 類型數據也可以畫圓圈表示，int也可以，這里如果感興趣可以自己畫著試試。同上即可

---

?

總結

? ? ? ? 以上就是本文的全部內容，希望對你有所幫助。