C语言再学习part4—数据类型(一)
我与众人本不同，依道而生依道死。 --《寂寞圣哲》
C语言系列又回来了！是不是很开心。在我整理硬件知识的时候，我发觉硬件知识不像C语言有着系统的前人的理论体系。硬件知识是很碎的，并且由于现在网络太发达，再加上现在很多人不愿意沉下心去搞技术，所以网页上的很多东西都是你抄我的，我抄你的。我看到的真正写点经验的网页或者帖子是有的，但是不太多。所以我想对自己说的是，自己吸收知识时必须持有批判精神，无论是网上的还是书本上的。并且自己对自己的博文要保持严谨端正的态度，不可敷衍了事。如果我们这些未来的科技人都在糊弄，都在敷衍，中国科技的发展又能靠谁呢？
好了，言归正传。该篇文章主要梳理C语言中的数据类型的知识。我觉得学会了C语言中的数据类型，那么C语言就算入门了。
首先来说一下数值转换。
我们假设16字节的处理器，基本整型的长度为16位。表示的数的范围是有限的。十进制无符号整型常数的模（范围）是65536个（2的16次方），其中范围是0-65535，有符号数为-32768-32767。八进制无符号数0-0177777，八进制有符号数1 777 777 777 777 777 700 000- 77 777，十六进制无符号数表示范围0-0Xffff，十六进制有符号0xFFFF FFFF FFFF 8000- 0x7FFF。这里有个技巧分享给大家，如果说n位的二进制数，那么这个二进制数最大值为(2^n)-1，最小值为0，模（范围）是2^n，这是为什么呢？如果是个8位的二进制数，它的最大值为11111111，普通的方法就是2^7+......+2^0=255。但是如果我们把它加上1后，是不是变成了9位数100000000，那么这个数的计算式不就是简单很多了，只有2^8=256了？由于第一位是0位，所以我们采用加一的方式将2的指数与数的位数对应。也就是说，我们加上1后2的指数变成了数的位数为8。综上，我们可以看到8位数的最大值为256-1=255，最小值固定的是0。并且255是由0为基准，所以它的模为256。
其中整型数据在内存中的存放方式—数值的补码。对于整型常量的存放是采用32位补码的形式存放的，例如int a=3中的3就是以32位的补码方式存放的。对于整型变量是采用赋予数据结构的类型存放的。
在这里，我要多拓展一下补码、反码、原码的知识。其中，正数的补码、反码、原码是相同的。负数的反码是求出原码（符号位不动为1），其他位置在原码上符号位不动取反，其补码是在反码上加1而得到。补码还有一种算法就是负数的补码是它的模减去它的绝对值，或说是它本身加上它的模。给你一个补码形式的数，让你求它的模，就把符号位往前进一位，这一位的值就是它的模。
那么，为什么计算机数据存放形式采用补码呢？补码是为了解决负数在计算机中的表示问题，最终是为了解决计算机的减法运算问题。人类需要对数值进行加减乘除运算，计算机被发明之初就是用来解决这个问题的，人类先是发明了加法器，如果将乘法看作是累加（移位，逻辑判断，累加），那么加法问题解决了，乘法问题也就解决了。
那也就是说：如果减法问题解决了，除法问题也就解决了（移位，逻辑判断，累减）。
解决思路就是找到负数绝对值的相反数来表示就可以了。
步骤如下：
例如表示负0001
一般我们的思路是，找一个数，跟0001相加的结果等于0就可以找到他的相反数。那就找出一个与它相加后结果是 1111 1111的数(这应该就是反码的来历)，然后该数+1（+1溢出，所以相加的和就是0）即是我们所要的答案(这应该就是补码的来历)。
所以很容易得出：
a=0000 0001（1） // 以8位数据为例 0000 0001 + 1111 1110 // 先找出与a相加为1111 1111的数（a的反码） = 1111 1111 1111 1110 + 1 = 1111 1111 // 这个数再加1就是我们要找的数（与a相加为0的数） 0000 0001 // a + 1111 1111 // 与a相加为0的数（a的补码） = (1)0000 0000 0000 0000
所以，在不改变计算机的电子操作层面只有与的操作，并且不需要设计专门的数字处理信号电路。所以使用补码加上标记位可以将与操作变成加法。
加法器解决了加法和乘法运算问题，补码解决了减法和除法运算问题。
其实中央处理器做二进制除法的时候，是让被除数连续减去几次除数，直到差小于除数时为止，这样减去的次数就是商，剩下的差就是余数。如果余数为零，说明被除数能被除数整除，这时的被除数叫做除数的倍数，除数叫做被除数的约数。乘法和这个过程相反。只是不同的数存放在不同寄存器中罢了。[1]
参考链接：[1]https://www.zhihu.com/question/335614901/answer/755608419
