二进制与内存 | 易学教程

文章目录

1 进制的概念
2 十六进制
3 二进制
4 变量的内存地址

1 进制的概念

十进制
在日常生活中，通常使用10进制进行计数
基础符号： 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
比如：
2 表示
9 表示
11 表示

十进制
10进制计数时，逢十进位
0 1 2 3 … 7 8 9
10 11 12 13 … 17 18 19
20 21 22 23 … 27 28 29
30 31 32 33 … 37 38 39
一共10个符号，数到9就完了，就必须采用进位的手段来计更大的数

十进制
对于一个10进制的数，每一位有不同的权重
例如，2 6 2
每一位代表的是:
2 x 100
6 x 10
2 x 1
其中，262 = 2 x 10*2 + 6 x 10 1+ 2 x 100

八进制
类比一下，可以得到八进制的规律
基础符号 0 1 2 3 4 5 6 7
计数：( 逢八进位 )
0 1 2 … 6 7
10 11 12 … 16 17
20 21 22 … 26 27
八进制数 2 3 6 = 2 x 8*2 + 3 x 8 + 6

二进制
类比一下，可以得到八进制的规律
基础符号 0 1
计数：( 逢二进位 )
二进制数 110 = 1 x 2*2 + 1 x 2 + 0
0 (0)
1 (1)
10 (2)
11 (3)
100 (4)
101 (5)
110 (6)
111 (7)

十六进制
十六进制有16个基础符号
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
计数：( 逢十六进位 )
0 1 2 … 8 9 A B C D E F
10 11 12 … 18 19 1A 1B 1C 1D 1E 1F
20 21 22 … 28 29 2A 2B 2C 2D 2E 2F
十六进制数 2 A C = 2 x 16*2 + Ax 16 + C

注意：
介绍了进制的概念
计算机编程领域有2进制，8进制，10进制，16进制， 36进制，64进制。
常见的是2进制，10进制，16进制
需要掌握：给定一个16进制，会换算成10进制

小结：
1，各个进制的原型与表达
2，各进制转换成10进制（权重）

2 十六进制

十六进制
十六进制，是C语言编程里用的比较多的计数表示法

十六进制有16个基础符号
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
计数：( 逢十六进位 )
0 1 2 … 8 9 A B C D E F
10 11 12 … 18 19 1A 1B 1C 1D 1E 1F
20 21 22 … 28 29 2A 2B 2C 2D 2E 2F
十六进制数 2 A C = 2 x 16*2+ Ax 16 + C

在 C 语言代码里，用 0x 代表一个16进制数
示例1：
int a = 0x2A;
int b = 42;
printf(“a=%d, b=%d \n”, a, b);
换算一下，0x2A= 2 x 16 + 10 = 42

示例2：
int a = 0x12345678;
int b = 12345678;
printf(“a=%d, b=%d \n”, a, b);
显然，a,b 的值是不同的，a的值要大一些

示例3：使用%X 可以按十六进制打印
int a = 55;
printf(“16进制： %X \n”, a);
printf(“16进制： %08X \n”, a);
其中，%08X 表示补齐8位，不足时补0

注意
1 八进制也可以直接表示，但用的不多
如: int flag = 022; ( 以0开头的表示8进制)
2 二进制在C语言里不能直接表示
int b = 1100101; // 二进制不能直接写!

小结
1,十六进制在C语言中的表示和显示
2,八进制的表示

3 二进制

二进制与十六进制
二进制与十六进制的对应：
0 ( 0 ) 1000 ( 8 )
1 ( 1 ) 1001 ( 9 )
10 ( 2 ) 1010 ( A )
11 ( 3 ) 1011 ( B )
100 ( 4 ) 1100 ( C )
101 ( 5 ) 1101 ( D )
110 ( 6 ) 1110 ( E )
111 ( 7 ) 1111 ( F )

2进制 16进制 ( 四位一组 )
0100 1100  4C
1010 1111  AF
1110 0001  E1

二进制的物理表示
在计算机硬件里，数据是以二进制表示的
一般高电平代表1，低电平代表0
通俗示例：灯亮为1，灯灭为0
1100 0101 ( C5 )
1000 1010 ( 8A )

在计算机里，数据的最小存储单位是字节 Byte
1 Byte = 8 Bit ( 1 字节含8位 )
全0时，00000000 , 表示 0x00 ( 0 )
全1时，11111111 , 表示 0xFF (255)
所以，一个 Byte 可以表示 0 - 255 之间的整数

那么，有一个数 2018 ，应该用几个Byte表示？
2018 = 0111 1110 0010 ( 1.5 字节 )
9000000 = 1000 1001 0101 0100 0100 000 ( 3字节 )
而 int 类型是4个字节，所以用int可以表示上述数值
int a = 2018, b = 9000000;

正数与负数
通常，最高位称为符号位
最高位0：表示正数
最高位1：表示负数
所以，一个字节可以表示 -128 ~ 127 范围的整数
( -128, -127, …, -2, -1, 0, 1, …, 127 )
注：了解一下，无需深入

注意：
介绍了二进制的概念，以及二进制的物理表示
本节只需了解大概原理：
一个字节8个位，一个字节最多表示0-255
一个int是4个字节，可以表示很大的数
11111111 11111111 11111111 11111111

小结：
1，二进制的表示
2，二进制与十六进制的转换
3，存储的单位，字节与位

4 变量的内存地址

变量的内存地址
在 C 语言里，每一个变量都有一个内存地址
示例1：
int count = 10;
int* ptr = &count;
printf(“address: %p \n”, ptr);
其中，
int* 是一种新的类型，表示int型变量的地址 &a 表示取得a的内存地址, %p 表示打印地址

变量的内存地址
注意：
1 变量的地址是随机分配的，每次运行都不一样
2 int* 视为一个整体，是一个新的类型
3 一个int占4个字节，字节的顺序是小端在前比如 0x12345678 的排列顺序是 78 56 34 12

观测 int 的内存值
示例2:
int a = 10;
int* p = &a;
printf(“address: %p \n”, p);
a = 0x12345678;
a = 0x55555555;
注：在断点状态下，打开调试|窗口 | 内存| 内存1

观测 int[] 的内存值
示例3: 观察数组的内存值
int a[4] = { 1, 2, 3, 4 };
a[0] = 0x12345678;
a[3] = 0xA0A0A0A0;
输入 &a 即数组变量的地址
注：在断点状态下，打开调试|窗口 | 内存| 内存1

注意：
了解了使用 int* 表示int变量的地址
学会了在内存窗口观察变量值的变化
一个大胆的想法：有了变量的地址，是不是能直接修改内存呢？