初学c课程笔记整理5-->>进制（＋位运算符变量）及一些补充

 是什么？有什么用？用在什么地方？(理解)

养成良好的编程习惯;

培养编程思想；

写代码之前应该先分析需求，分析完需求再开始写代码；（写注释）

 

1.进制

 

1.1进制的概念

       是一种计数的方式，数值的表现形式

1.2常见的进制

 

      十进制、二进制、八进制、十六进制

 

1.3进制的进位方法

 

十进制 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9 逢十进一

 

 

二进制 0、1 逢二进一

     书写形式:需要以0b或者0B开头,比如0b101

 

八进制 0、1、2、3、4、5、6、7 逢八进一

     书写形式:在前面加个0,比如045

 

十六进制 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F 逢十六进一

      16进制就是逢16进1,但我们只有0~9这十个数字,所以我们用A,B,C,D,E,F这五   个字母来分别表示10,11,12,13,14,15。字母不区分大小写。

       书写形式:在前面加个0x或者0X,比如0x45

 

1.4 进制的转换

10进制转 2 进制

 方法:

    除2取余, 余数倒序得到的序列就是二进制表示形式

例如:将十进制(97) 10转换为二进制数

 

 

2 进制转 10 进制

 

  方法:

 

     每一位二进制进制位的值 * 2的(当前二进制进制位索引)

     索引从0开始, 从右至左

     将所有位求出的值相加

例如: 二进制11转换为10进制

 

0b1011 = 1 * 2^0 + 1 * 2^1 + 0 * 2^2 + 1 * 2^3

 

       = 1 * 1 + 1 * 2 + 0 * 4 + 1 * 8

 

       = 1 + 2 + 0 + 8

 

       = 11

 

2 进制转 8 进制

 

三个二进制位代表一个八进制位, 因为3个二进制位的最大值是7，而八进制是逢八进一

 

 

2 进制转 16 进制

 

四个二进制位代表一个十六进制位，因为4个二进制位的最大值是15，而十六进制是逢十六进一

 

16 进制转 2 进制

方法：

将16进制的每一位拆成4为二进制位

//     1.默认就是10进制
    int num = 12;
//    2.在前面加上一个0就代表八进制
    int num1 = 014;
   
//    %d是以十进制的方式输出一个整数
    printf("%d\n", num1);
//    %o是以八进制的方式输出一个整数

printf("%o\n", num);
   
//    在数值前面加上0b就代表二进制
    int num2 = 0b1100;
    printf("%d\n", num2);
//    在数值前面加上0x就代表十六进制
    int num3 = 0xc;
    printf("%d\n", num3);
//     %x是以十六进制的方式输出一个整数
    printf("%x\n", num);
   

//     口诀:不看你怎么存,只看你怎去取

 

2.原码、反码、补码

 

 数据在计算机内部是以补码的形式储存的

 

数据分为有符号数和无符号数

     无符号数都为正数,由十进制直接转换到二进制直接存储(其实也是该十进制的补码)即可。 有符号数用在计算机内部是以补码的形式储存的。( 正数的最高位是符号位0,负数的最高位是 符号位1。

对于正数:反码==补码==原码。

对于负数:反码==除符号位以外的各位取反。补码=反 码+1)

 

      正数的首位地址为0,其源码是由十进制数转换到的二进制数字

       负数的首位地址为1,其源码后面的位也为10进制数转换过去的二进制数字,都是用补码方式表示 有符号数的

 

     12的二进制
     12在内存中存储的是它的补码
     00000000  00000000 00000000 00001100
     正数的特点:(三码合一) 正数的原码就是TA的反码就是TA的补码
    
    
     -12
     二进制的最高位我们称之为符号位
     如果符号位是0代表是一个正数,
     如果符号位是1代表是一个负数
    
     10000000  00000000 00000000 00001100 (-12的原码)

     11111111  11111111 11111111 11110011(反码, 符号位不变其它位取反)

 

     11111111  11111111 11111111 11110011
    +00000000  00000000 00000000 00000001
     _____________________________________________
     11111111  11111111 11111111 11110100(补码 , 反码+1)
    
     结论:无论正数负数在内存中存储的都是补码

     

     11111111  11111111 11111111 11110101 (补码)
    -00000000  00000000 00000000 00000001  (-1)
     _____________________________________________
     11111111  11111111 11111111 11110100 (反码)

     10000000  00000000 00000000 00001011

 

3.位运算

 

1.什么是位运算符?

- 位运算是指按二进制进行的运算。在系统软件中,常常需要处理二进制位的问题。 C语言􏰀供了6个位操作运算符。这些运算符只能用于整型操作数,即只能用于带符号或无符号的 char,short,int与long类型。

 

2.位运算符与

& 按位与

     只有对应的两个二进位均为1时，结果位才为1，否则为0

     口诀: 同1为1

 

- 示例:

9&5 = 1

 

 1001

&0101

------

 0001

```

规律

  二进制中，与1相&就保持原位，与0相&就为0

 

 应用场景:

     按位与运算通常用来对某些位清0或保留某些位。例如把a的高位都清0，保留低八位，那么就a&255

    判断奇偶: 将变量a与1做位与运算，若结果是1，则 a是奇数；若结果是0，则 a是偶数

    任何数和1进行&操作,得到这个数的最低位

 

3.位运算符或

 | 按位或

    + 只要对应的二个二进位有一个为1时，结果位就为1，否则为0

 

 示例

9|5 = 13

 

 1001

|0101

------

 1101

 

4.位运算符异或

^ 按位异或

     当对应的二进位相异（不相同）时，结果为1，否则为0

 

- 示例

9^5 = 12

 

 1001

^0101

------

 1100

 

规律

    + 相同整数相^的结果是0。比如5^5=0

 

5.位运算符取反

~ 取反

     各二进位进行取反（0变1，1变0）

     多个整数相^的结果跟顺序无关。比如5^6^7=5^7^6

     因此得出结论：a^b^a = b

 

示例

 

~9 =-10

 

9的原码:0000 0000 0000 0000 0000 1001

   反码:1111 1111 1111 1111 1111 0110

 

知道补码求原码:也是符号位不变,其他各位取反+1

1111 1111 1111 1111 1111 0110

取反

1000 0000 0000 0000 0000 1001

+1

1000 0000 0000 0000 0000 1010 // -10

 

4.变量存储细节

  

1.字节和地址

   为了更好地理解变量在内存中的存储细节，先来认识一下内存中的“字节”和“地址”。

    %p是输出地址

    &变量名称, 是取出变量的地址

 内存以“字节为单位”

里面的每个小框框就代表着内存中的一个字节，白色数字就是每个字节的地址。可以发现，内存中相邻字节的地址是连续的

        一个字节只有8位，所能表示的数据范围是非常有限的，因此，范围较大的数据就要占用多个字节，也就是说，不同类型的数据所占用的字节数是不一样的

 

2.变量的存储

 一个变量所占用的存储空间，不仅跟变量类型有关，而且还跟编译器环境有关系。同一种类型的变量，在不同编译器环境下所占用的存储空间又是不一样的

下面的表格描述了在不同编译器环境下的存储空间占用情况

 

变量存储单元的第一个字节的地址就是该变量的地址

任何变量在内存中都是以二进制的形式存储。一个负数的二进制形式，其实就是对它的正数的二进制形式进行取反后再+1。（取反的意思就是0变1、1变0）

 

3. 变量在内存中存储的原则

先分配字节地址大内存,然后分配字节地址小的内存(内存寻址是由大到小)

       因为内存寻址是由大到小，所以先定义的变量的内存地址会比后定义的大

       number1地址 > number2

变量的首地址,是变量所占存储空间字节地址最小的那个地址

低位保存在低地址字节上,高位保存在高地址字节上

 

5.char类型

 

1.char类型基本概念  

char是C语言中比较灵活的一种数据类型，称为“字符型”。它是用来存字符的，因此可以将一个字符常量赋值给一个字符型变量

 

 1个字符型变量占用1个字节，共8位，因此取值范围是-2^7~2^7-1。在这个范

围内，你完全可以将字符型变量当做整型变量来使用

在某些字符前面加上”\”形成的字符，称为“转义字符”，比如\n、\t、\0

 

⚠️3.char类型注意点

1.当把一个字符赋值给一个char类型变量,那么系统首先查这个字符所对应的   ASCII码,然后把这个ASCII值放到变量中

 

2.根据变量中存储的ASCII值,去查ASCII表中对应字符,然后把这个字符打印控3.制台上,整形和 字符型可以互相转换。

 

3.字符型变量不能用来存储汉字

 

4.不支持多个字符,多个字符是字符串

 

6.类型说明符

 

 1.说明长度的(它可以用于修改类型所占用的存储空间的大小)
 short; short == short int  == 2个字节 == %hi/ %hd
 long; long == long int  == 8个字节 == %li / %ld
 long long; == long long int  == 8个字节 == %lli / %lld
 
 用于说明数据类型, 一般情况下和int配合使用
 
 2.说明符号位(它可以用于修改符号位是否用于正负数)
 unsigned; 无符号 , 取值正数和零 == %u
 signed; 有符号, 默认就是有符号 , 取值 正数和零以及负数
 
 3.不同类型的说明符可以混合使用
 unsigned short

 signed long

 ⚠️ 注意: 相同类型不能在一起使用

 unsigned signed