C語(yǔ)言關(guān)鍵字sizeof、unsigned及signed怎么使用

這篇文章主要介紹了C語(yǔ)言關(guān)鍵字sizeof、unsigned及signed怎么使用的相關(guān)知識(shí)，內(nèi)容詳細(xì)易懂，操作簡(jiǎn)單快捷，具有一定借鑒價(jià)值，相信大家閱讀完這篇C語(yǔ)言關(guān)鍵字sizeof、unsigned及signed怎么使用文章都會(huì)有所收獲，下面我們一起來看看吧。

最冤枉的關(guān)鍵字sizeof理解

sizeof：確定一種類型在開辟空間的時(shí)候的大小。

被誤解為函數(shù)

sizeof是關(guān)鍵字而不是函數(shù)，可以借助編譯器來確定它的身份。

#include<stdio.h>
int main()
{
	int a = 10;
	printf("%d\n", sizeof(a));
	printf("%d\n", sizeof(int));
	printf("%d\n", sizeof a);
	printf("%d\n", sizeof int);//error
	return 0;
}

sizeof(a)可以去掉（）說明sizeof不是函數(shù)，是關(guān)鍵字（操作符），因?yàn)楹瘮?shù)后面的括號(hào)是不能省略的。

sizeof在計(jì)算變量所占的空間大小時(shí)，可以省略括號(hào)，而計(jì)算類型大小時(shí)，不能省略括號(hào)。

注：sizeof操作符里面不能有其他運(yùn)算，否則達(dá)不到預(yù)期的結(jié)果。

sizeof(int)*p 表示什么意思

#include<stdio.h>
int main()
{
	int* p = NULL;
	int arr[10] = { 0 };
	int* parr[3];
	printf("%d\n", sizeof(p));//p是指針變量，指針變量的大小是固定的4或者8
	printf("%d\n", sizeof(*p));//指針變量所指的變量所占的內(nèi)存的大小
	printf("%d\n", sizeof(arr));//sizeof（arr)中arr指整個(gè)數(shù)組，即10個(gè)int類型元素。
	printf("%d\n", sizeof(arr[10]));//數(shù)組越界
	printf("%d\n", sizeof(&arr));//&arr取得是整個(gè)數(shù)組的地址
	printf("%d\n", sizeof(&arr[0]));//取的是首元素的地址，相當(dāng)于指針
	printf("%d\n", sizeof(parr));//parr指整個(gè)數(shù)組。
	return 0;
}

指針變量p所指向的變量類型為char，指針數(shù)組parr中存儲(chǔ)的指針變量的類型為char時(shí)候：

signed與unsigned 關(guān)鍵字

有符號(hào)整數(shù)vs無符號(hào)整數(shù)

char
 unsigned char//無符號(hào)的字符類型
 //取值范圍是0~255
 //無符號(hào)表示二進(jìn)制的最高位不表示正負(fù)，該整型只為正數(shù)。
 //但可以儲(chǔ)存負(fù)數(shù)，只是值會(huì)變成很大的正數(shù)
 signed char//有符號(hào)字符
 //取值范圍是-128~127
 //因?yàn)樽址谋举|(zhì)是ASCII碼值，在內(nèi)存中以ASCII碼值進(jìn)行存儲(chǔ)，所以劃分到整型家族
short
 unsigned short [int]//無符號(hào)短整型
 signed short [int]//有符號(hào)短整型
int
 unsigned int//無符號(hào)整型
 signed int//有符號(hào)整型
long
 unsigned long [int]//無符號(hào)長(zhǎng)整型
 signed long [int]//有符號(hào)整型
long long
 unsigned long long [int]//無符號(hào)更長(zhǎng)的整型
 signed long long [int]  //有符號(hào)更長(zhǎng)的整型

char到底是signed char （取值范圍-128~127）還是unsigned char（取值范圍0~255）

標(biāo)準(zhǔn)是為定義的，取決于編譯器的實(shí)現(xiàn)，小沐所使用的VS2019環(huán)境的char是signed char。

char a;// signed char a 或者 unsigned char a

int 標(biāo)準(zhǔn)定義是 signed int ，有符號(hào)整型，4個(gè)字節(jié)，32個(gè)比特位

int a = 10；//signed int a
//轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制是00000000000000000000000000001010

整形在內(nèi)存的存儲(chǔ)

一個(gè)變量的創(chuàng)建是要在內(nèi)存中開辟空間的，空間的大小是根據(jù)不同的類型而決定的。

那么，數(shù)據(jù)在所開辟內(nèi)存中到底是如何存儲(chǔ)的呢？

計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)數(shù)值時(shí)時(shí)存儲(chǔ)的該數(shù)值的二進(jìn)制的補(bǔ)碼的，而補(bǔ)碼是通過原碼和反碼進(jìn)行換算得到的。

任何數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中，都必須轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制，計(jì)算機(jī)只認(rèn)識(shí)二進(jìn)制。

原碼

直接將數(shù)值按照正負(fù)數(shù)的形式翻譯成二進(jìn)制就可以得到原碼。

反碼

將原碼的符號(hào)位不變，其他位依次按位取反就可以得到反碼。

補(bǔ)碼

反碼+1就得到補(bǔ)碼。

int a = 10;
//00000000000000000000000000001010 a的原碼
//00000000000000000000000000001010 a的反碼
//00000000000000000000000000001010 a的補(bǔ)碼
//0x0000000a
int b = -10;
//10000000000000000000000000001010 b的原碼
//0x8000000a
//11111111111111111111111111110101 b的反碼
//0xfffffff5
//11111111111111111111111111110110 b的補(bǔ)碼
//0xfffffff6

符號(hào)位+數(shù)據(jù)位

有符號(hào)數(shù)且正數(shù)，原碼，反碼和補(bǔ)碼相同。

有符號(hào)數(shù)且負(fù)數(shù)，原碼，反碼和補(bǔ)碼不相同，需要通過計(jì)算轉(zhuǎn)換。計(jì)算機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)的整型必須是補(bǔ)碼，符號(hào)位要參與計(jì)算的。

無符號(hào)數(shù)：沒有符號(hào)位，原碼，反碼和補(bǔ)碼相同。

int a = 20;

int b = -10;

我們知道，編譯器為 a 分配四個(gè)字節(jié)的空間。那如何存儲(chǔ)呢？ 首先，對(duì)于有符號(hào)數(shù)，一定要能表示該數(shù)據(jù)是正數(shù)還是負(fù)數(shù)。所以我們一般用最高比特位來進(jìn)行充當(dāng)符號(hào)位。 原碼、反碼、補(bǔ)碼 計(jì)算機(jī)中的有符號(hào)數(shù)有三種表示方法，即原碼、反碼和補(bǔ)碼。 三種表示方法均有符號(hào)位和數(shù)值位兩部分，符號(hào)位都是用0表示“正”，用1表示“負(fù)”，而數(shù)值位三種表示方法各不相同。 如果一個(gè)數(shù)據(jù)是負(fù)數(shù)，那么就要遵守下面規(guī)則進(jìn)行轉(zhuǎn)化： 原碼：直接將二進(jìn)制按照正負(fù)數(shù)的形式翻譯成二進(jìn)制就可以。 反碼：將原碼的符號(hào)位不變，其他位依次按位取反就可以得到了。 補(bǔ)碼：反碼+1就得到補(bǔ)碼。 如果一個(gè)數(shù)據(jù)是正數(shù)，那么它的原反補(bǔ)都相同。

無符號(hào)數(shù)：不需要轉(zhuǎn)化，也不需要符號(hào)位，原反補(bǔ)相同。

對(duì)于整形來說：數(shù)據(jù)存放內(nèi)存中其實(shí)存放的是補(bǔ)碼。

//字面值轉(zhuǎn)補(bǔ)碼

int a = 20;

//20是正整數(shù)

//0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0100

int b = -10;

//-10是正整數(shù)

//1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010

//1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0101

//1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0110

補(bǔ)碼轉(zhuǎn)原碼

方法一：先-1，在符號(hào)位不變，按位取反。

方法二：將原碼到補(bǔ)碼的過程在來一遍。

原反補(bǔ)轉(zhuǎn)換需要通過計(jì)算機(jī)硬件來完成，

可以使用一條硬件電路就能完成原反補(bǔ)碼的轉(zhuǎn)換。

存儲(chǔ)的本質(zhì)

#include<stdio.h>
int main()
{
	unsigned int a = -10;
	//1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010--  -10的原碼
	//1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0110--  -10的補(bǔ)碼
	printf("%d\n", a);
	printf("%u\n", a);
	return 0;
}

無符號(hào)整型變量a定義時(shí)，先有空間，再有內(nèi)容，先將內(nèi)容轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制。 整型再存儲(chǔ)的時(shí)候，空間不關(guān)心內(nèi)容的。

在將數(shù)據(jù)保存在空間內(nèi)的時(shí)候，數(shù)據(jù)已經(jīng)被轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制的補(bǔ)碼。

數(shù)據(jù)帶上類型才有意義。類型覺得了如何解釋空間內(nèi)部保存的二進(jìn)制序列。

變量的類型什么時(shí)候起效果？

在讀取數(shù)據(jù)的過程中，變量的類型起效果。

//變量的存和取過程的結(jié)論：

//存：字面數(shù)據(jù)必須先轉(zhuǎn)成補(bǔ)碼，在放入空間當(dāng)中。所以,所謂符號(hào)位，完全看數(shù)據(jù)本身是否攜帶±號(hào)。和變量是否有符號(hào)

無關(guān)！

//取：取數(shù)據(jù)一定要先看變量本身類型，然后才決定要不要看最高符號(hào)位。如果不需要，直接二進(jìn)制轉(zhuǎn)成十進(jìn)制。如果需要，則需要轉(zhuǎn)成原碼，然后才能識(shí)別。(當(dāng)然，最高符號(hào)位在哪里，又要明確大小端)

十進(jìn)制二進(jìn)制快速轉(zhuǎn)化

口訣：1后面跟n個(gè)0，就是2的n次方

67->64++1-->2^6+2^1+2^0
0000 0000 0000 0000 0000 0000 00100 0011
1->2^0
10->2^1
100->2^2
1000->2^3
后面跟n給比特位就是2^n
2^9->1000000000

為什么存儲(chǔ)的是補(bǔ)碼

在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，數(shù)值一律用補(bǔ)碼來表示和存儲(chǔ)。原因在于，使用補(bǔ)碼，可以將符號(hào)位和數(shù)值域統(tǒng)一處理；

同時(shí)，加法和減法也可以統(tǒng)一處理（CPU只有加法器）。此外，補(bǔ)碼與原碼相互轉(zhuǎn)換，其運(yùn)算過程是相同的，不需要額外的硬件電路。

大小端

什么大端小端：

大端（存儲(chǔ)）模式，是指數(shù)據(jù)的低位保存在內(nèi)存的高地址中，而數(shù)據(jù)的高位，保存在內(nèi)存的低地址中；

小端（存儲(chǔ)）模式，是指數(shù)據(jù)的低位保存在內(nèi)存的低地址中，而數(shù)據(jù)的高位,，保存在內(nèi)存的高地址中。

例如：

0x11223344

為什么有大端和小端：

因?yàn)樵谟?jì)算機(jī)系統(tǒng)中，我們是以字節(jié)為單位的，每個(gè)地址單元都對(duì)應(yīng)著一個(gè)字節(jié)，一個(gè)字節(jié)為8 bit。但是在C語(yǔ)言中除了8 bit的char之外，還有16 bit的short型，32 bit的long型（要看具體的編譯器），另外，對(duì)于位數(shù)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(gè)字節(jié)，那么必然存在著一個(gè)如何將多個(gè)字節(jié)安排的問題。因此就導(dǎo)致了大端存儲(chǔ)模式和小端存儲(chǔ)模式。

例如：一個(gè) 16bit 的 short 型 x ，在內(nèi)存中的地址為 0x0010 ， x 的值為 0x1122 ，那么 0x11 為高字節(jié)， 0x22 為低字節(jié)。對(duì)于大端模式，就將 0x11 放在低地址中，即 0x0010 中， 0x22 放在高地址中，即 0x0011 中。小端模式，剛好相反。我們常用的 X86 結(jié)構(gòu)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。

關(guān)于“C語(yǔ)言關(guān)鍵字sizeof、unsigned及signed怎么使用”這篇文章的內(nèi)容就介紹到這里，感謝各位的閱讀！相信大家對(duì)“C語(yǔ)言關(guān)鍵字sizeof、unsigned及signed怎么使用”知識(shí)都有一定的了解，大家如果還想學(xué)習(xí)更多知識(shí)，歡迎關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道。