C语言内存分析

浏览数：30 / 时间：2015年06月08日

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

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

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（2）使用位&运算符判断变量的奇偶性

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

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（3）编写一个函数，输出整数的二进制格式

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

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