本文共 4452 字，大约阅读时间需要 14 分钟。

计算机中的有符号数有三种表示方法，即原码、反码和补码。

三种表示方法均有符号位和数值位两部分，符号位都是用0表示“正”，用1表示“负”，而数值位 三种表示方法各不相同。

原码 直接将二进制按照正负数的形式翻译成二进制就可以。

反码 将原码的符号位不变，其他位依次按位取反就可以得到了。

补码 反码+1就得到补码。

正数的原、反、补码都相同。

为什么呢？

在计算机系统中，数值一律用补码来表示和存储。原因在于，使用补码，可以将符号位和数值域统一处理； 同 时，加法和减法也可以统一处理（CPU只有加法器）此外，补码与原码相互转换，其运算过程是相同的，不需 要额外的硬件电路。

 

存储分两种模式：大端&&小端

大端（存储）模式，是指数据的低位保存在内存的高地址中，而数据的高位，保存在内存的低地址中；

小端（存储）模式，是指数据的低位保存在内存的低地址中，而数据的高位,，保存在内存的高地址中。

 

举个例子：int a = 20;

a 的原码是 ：00000000 00000000 00000000 00010100 . 因为 a 是一个有正数，所以，补码也就是原码。即 a 在内存中的存储就是以 00000000 00000000 00000000 00010100 存储的。

在内存中是 14 00 00 00 ，这14本身是低位并且存在了内存对应的物理低位，所以这就是一个小端存储。

 

为什么会有大小端模式之分呢？这是因为在计算机系统中，我们是以字节为单位的，每个地址单元都对应着一 个字节，一个字节为8bit。但是在C语言中除了8bit的char之外，还有16bit的short型，32bit的long型（要看具 体的编译器），另外，对于位数大于8位的处理器，例如16位或者32位的处理器，由于寄存器宽度大于一个字 节，那么必然存在着一个如果将多个字节安排的问题。因此就导致了大端存储模式和小端存储模式。 例如一个 16bit 的 short 型 x ，在内存中的地址为 0x0010 ， x 的值为 0x1122 ，那么 0x11 为高字节， 0x22 为低字节。对于大端模式，就将 0x11 放在低地址中，即 0x0010 中， 0x22 放在高地址中，即 0x0011 中。小 端模式，刚好相反。我们常用的 X86 结构是小端模式，而 KEIL C51 则为大端模式。很多的ARM，DSP都为小 端模式。有些ARM处理器还可以由硬件来选择是大端模式还是小端模式。

下面看一段代码

#include 
   
    int main(){	char a = -1;	signed char b = -1;	unsigned char c = -1;	printf("a=%d,b=%d,c=%d", a, b, c);	system("pause");	return 0;}
   

结果 a 和 b 都是 -1，那为什么 c 成了 255？

回到一开始，我们说整型数据在内存中存的是补码。

因为 a 和 b 都是有符号的

原码：  10000000 00000000 00000000 00000001

反码：  11111111 11111111 11111111 11111110

补码：  11111111 11111111 11111111 11111111

-1本来是一个整型的数，所以有 4 个字节，但是将 -1 给了char 类型的变量 a 和 b ，所以，存的时候需要 “截断”，就是将 4 个字节中最后一个字节的数给 char 类型的变量 a ，b 。即截断了 “11111111” 在最后输出的时候，输出类型是 %d，是整型，但是前边才说了，整型四个字节，字符型一个字节，存字符型的时候已经进行了一个截断，那输出整型的时候就要有一个 “提升”。“提升” 说的是，如果一个数本身是有符号的，那就在截断之后这个数前边在补上三个字节的符号位的数，如果是无符号的，就补上三个字节的 0.比如我们这里的变量 a，和 b，都是有符号的，截断后是 11111111 ，符号位也就是最高位是1，所以我们在前边补上三个字节的 1.

所以转为 int 型就是： 11111111 11111111 11111111 11111111

输出的时候，先给这个数减 1 ，转为这个数的反码，然后再取反，转为原码：便是 -1.所以 a b输出结果为 -1.

但是 c 是无符号的

原码：  00000000 00000000 00000000 00000001

反码：  01111111 11111111 11111111 11111110 补码：  01111111 11111111 11111111 11111111 截断 截取 11111111

因为是无符号的所以提升后的结果是 00000000 00000000 00000000 11111111

注意这里又有一个圈子，我们要输出它的时候，还要再给他减 1，再取反求原码吗？ 不，不用了，因为这个数是正数了，原码反码补码都是这个数。可能有这么一个疑问，就是说，一开始赋值不是给的是 -1吗，为啥这里变成了正数，因为 -1 给进去，我们截断了，只取了最后一个字节，当输出 %d 也就是整型输出的时候，还有这个提升过程，因为是无符号的，所以提升往前边补了三个字节的 0 ，最后提升完这个数  00000000 00000000 00000000 11111111，这才是要输出的数，这个数的符号位现在是 0，也就是说它已经是一个正数了，这个码，已经是一个原码了，所以输出便是 255.

 

第二题

#include 
   
    int main(){    char a = -128;    printf("%u\n",a);    return 0;}
   

这个结果是怎么来的？

回到整型的存储方式，存的是补码

原码 ： 10000000 00000000 00000000 10000000

反码 ： 11111111 11111111 11111111 011111111

补码 ： 11111111 11111111 11111111 10000000

存储的时候还是先截断，截断了 10000000，然后提升，因为这是一个 char 类型的，并且是一个负数，所以补三个字节的符号位——1. 提升完之后结果就是11111111 11111111 11111111 10000000 ，因为输出的时候无符号整型，所以就是输出提升完的结果。即4,294,967,168‬。

接着把题稍作改动

#include 
   
    int main(){	char a = 128;	printf("%u\n", a);	system("pause");	return 0;}
   

将原来的 char = -128 改成 char = 128.结果如何呢？

 

还是一样的结果，稍做分析。

原码： 00000000 00000000 00000000 10000000 

反码： 01111111 11111111 11111111 01111111

补码： 01111111 11111111 11111111 10000000

截断截取的是 10000000，然后提升，因为是 char型的，所以有符号，看符号位，现在的符号位是 1，所以在前边再补三个字节的 1 ，结果便是 11111111 11111111 11111111 10000000，与上边的 char a = -128是一样的结果，所以最终打印出来也是4,294,967,168‬。

 

下一题

#include 
   
    int main(){	int i = -20;	unsigned int j = 10;	printf("%d\n", i + j);	system("pause");	return 0;}
   

i的原码： 10000000 0000000 0000000 00010100

i的反码： 11111111 11111111 11111111 11101011

i的补码： 11111111 11111111 11111111 11101100

j的补码： 00000000 00000000 00000000 00001010

将 i 和 j 的补码进行相加 结果是  11111111 11111111 11111111 11110110

最高位是符号位是一个负数，所以输出的时候，先减一再取反，结果是 10000000 00000000 00000000 00001010，打印出来便是 -1.

 

手动分割线

------------------------------------------------------------------------------------------------

#include 
   
    int main(){	unsigned  int i;	for (i = 9; i >= 0; i--) {		printf("%u\n", i );	}	system("pause");	return 0;}
   

这个结果不多说，陷入死循环，因为是无符号的，所以不可能小于0.

下一题

int main(){    char a[1000];    int i;    for(i=0; i<1000; i++)   {        a[i] = -1-i;   }    printf("%d",strlen(a));    return 0;}

结果是 255

当 i = 255的时候，-1-255 = -256.

- 256的原码 ：10000000 00000000 00000001 00000000

            反码： 11111111 11111111 11111110 11111111

            补码： 11111111 11111111 11111111 00000000

截断存进去的是 00000000，存的是 0 ，而 '\0' 的ASCII 值刚好是 0.所以只存到 i = 254，而数组从 0 开始，所以长度是255.

 

下一题

#include 
   
    unsigned char i = 0;int main(){    for(i = 0;i<=255;i++)   {        printf("hello world\n");   }    return 0;}
   

简单一说，这道题也是一个死循环，因为 i 是一个无符号的，当加到 255（11111111），再加 1，就会变成 00000000 同时进一位，但是 char 所截取的 是 00000000，所以会一直小于 255，陷入死循环。

转载地址：http://oqwzi.baihongyu.com/