C语言内存分析

C语言内存分析

一、进制

概念：进制是一种计数方式，是数值的表现形式

4种主要的进制：

①. 十进制：0~9 

②. 二进制：0和1

③. 八进制：0~7

④. 十六进制：0~9+a b c d e f

C语言在默认的情况下为十进制。

Int num=1010;//十进制

Int num=0b1100;//二进制，以0b或者是0B开头

Int num=014;//八进制，以0开头

Int num=0x4;//十六进制，以0x开头

占位符：

%d和%i    ：一十进制整数的形式输出一个值

%o ：以不带符号的八进制输出

%x ：以不带符号的十六进制输出

%u ：以不带符号的十进制输出

%c : 输出字符

%p : 输出地址

%f : 输出小数

%s : 输出字符串

N位二进制的取值范围：

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

判断以下数据是否正确：

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

 

类型的取值：

在64位编译器下，int类型 占4个字节 共4x8=32bit char类型 占1个字节 共1x8=8bit ，在内存中以字节为单位进行存储。

 

二、内存分析

注意：内存寻址，由大到小。

Int a=1;

Int b=2;

 

三、类型说明符

Short== Short int %d 2

Long ==long int %ld 8

Long long ==Long long int  %lld 8

Signed ==Signed int==int %d 4（有符号）

Unsigned ==Unsigned int %u 4（无符号）

Signed和unsigned的区别在于最高位要不要拿来作为符号位，显然后者的取值范围更大。这两个说明符可和long等说明符组合使用，但不会改变字节数。Unsigned代表int类型的最高位，不必用来作为符号位。

 

四、位运算

 （一）按位与 &

功能：只有对应的两个二进制位均为1时，结果才为1，否则为0。

示例：9&5 的结果为1

1001

0101

——

0001

说明：如果位与上1则保留原值，与上0则为0。

应用：查询0101 0111 0000的倒数第六位是0还是1，则可以与上数值以判断，得出的结果是什么，那么它的原值就是什么。

0101 0111 0000

0000 0010 0000

0000 0010 0000

（二）按位或 |

功能：只要对应的两个二进制位有一个为1则结果为1，否则为0。

举例：9|5的结果为13

1001

0101

——

1101

（三）按位异或 ^

功能：当对应的两个二进制位不相等时，结果为1，否则为0。

举例：9^5的结果为：12

1001

0101

——

1100

规律：

①. 相同整数异或的结果为0，如5^5=0

②. 顺序可以交换。如9^5^9=9^9^5=0^5=5

③. 任何数值跟0进行异或，结果还是原来的数值。9^0=9

④. a^b^a==b

 

（四）按位取反 ~

举例：~9的结果为-10

0000 0000  0000  0000 0000  0000  0000  1001

1111 1111 1111  1111  1111  1111 1111 0110

 

（五）左移 <<

如a<<n

把整数a的二进制位全部左移n位，高位丢弃，低位补零。左移n位的结果其实是乘以2的n次方，由于符号位会被丢弃，所以结果可能会改变正负性。

举例：9<<1的结果为18

0000 1001

0010 0010

应用：如果某个数需要乘以2的n次方，那么使用位运算效率更高。

 

（六）右移 >>

如a>>n

把整数a的二进制位全部右移n位，低位丢弃，符号位不变，一般情况下高位用符号位补齐。右移的结果实际上是除以2的n次方。

 

（七）练习

（1）使用位运算交换两个变量的值

 

 1 #include<stdio.h>
 2 
 3 int main()
 4 
 5 {
 6 
 7 int a=10;
 8 
 9 int b=11;
10 
11 printf("a=%d,b=%d\n",a,b);
12 
13 a=a^b;
14 
15 b=a^b;
16 
17 a=a^b;
18 
19 printf("a=%d,b=%d\n",a,b);
20 
21 return 0;
22 
23 }

 

（2）使用位&运算符判断变量的奇偶性

 

1 #include<stdio.h>
 2 
 3 int main()
 4 
 5 {
 6 
 7    printf("请输入需要判断的整数:\n");
 8 
 9     int n;
10 
11     scanf("%d",&n);
12 
13 /*
14 
15    if(n%2==0)
16 
17    printf("这个数是偶数\n");
18 
19    else
20 
21    printf("这个数是奇数\n");
22 
23 */
24 
25     if((n&1)==1)
26  
27      printf("这个数是奇数\n");
28 
29     else if((n&1)==0)
30 
31     printf("这个数是偶数\n");
32 
33     return 0;
34 
35 }

 

 

（3）编写一个函数，输出整数的二进制格式

1 #include<stdio.h>
 2 
 3 void putbinary(int number);
 4 
 5 int main()
 6 
 7 {
 8 
 9    printf("这个程序的作用是把你输入的整数以二进制的格式输出\n");
10 
11    printf("请输入一个整数：\n");
12 
13    int n;
14 
15    scanf("%d",&n);
16 
17    putbinary(n);
18 
19    return 0;
20 
21 }
22 
23  
24 
25 void putbinary(int number)
26 
27 {
28 
29      //int count=sizeof(number)*8-1;
30 
31       int count=(sizeof(number)<<3)-1;//注意这里需要注明优先级
32 
33      printf("%d\n",count);
34 
35  
36 
37 while(count>=0)
38 
39 {
40 
41     int value=(number>>count)&1;
42 
43     printf("%d",value);
44 
45 //每四个数字，打印一个空格
46 
47     if(count%4==0)
48 
49      printf(" ");
50 
51      count--;
52 
53 }
54 
55  
56 
57 }
58 
59  

 

 

五、char类型

（一）基础

Char c=‘A’;

字符在内存中也是也二进制的格式存储的。

Int num=6;//在内存中以00···0110存储

Char num=‘6’;//对应的ascii码值是54=32+16+4+2，在内存中为11 0110

两者之间有着本质的区别，一个是具体的整数值，一个是字符，以ASCII格式存储。

（二）使用注意

单引号只能括住单字节的字符，ASCII中的所有字符都是单字节的。

Char c=’男’；//错误，因为一个汉字占据3个字节的存储空间

Char c=”A”;//错误，这是字符串，为‘A’+‘\0’。

Char c=65;//正确，另一种形式而已

Char类型占据一个字节，所以它的取值范围为-128~127。

帮助：输出一个\，使用\\,输出一个单引号使用\’，输出一个双引号，使用\"。

练习：编写一个函数，将小写字母转换为大写。

1 #include<stdio.h>
 2 
 3  
 4 
 5 char upper(char c)
 6 
 7 {
 8 
 9 if(c>='a'&&c<='z')
10 
11 return c-('a'-'A');
12 
13 else
14 
15 return c;
16 
17 }
18 
19 int main()
20 
21 {
22 
23 char a=upper('b');
24 
25 printf("%c\n",a);
26 
27 return 0;
28 
29 }