在现代计算机中表示和操作信息 - 第 2 部分

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寻址和字节顺序

32 位机器中的 4 字节 int 将其所有 4 个字节存储在连续的字节序列中。根据机器的不同，它可以以两种方式存储，即小端和大端。不详细讨论Little endian存储一个十六进制值0x01234567的int（32位为4字节），如下所示（假设起始地址为0x100）：
地址/值
0x100 67
0x101 45
0x102 23
0x103 01
类似地，大端字节序将如下所示：
地址/值
0x100 01
0x101 23
0x102 45
0x103 67
我希望您能看到顺序上的差异。 Linux 32 位、Windows、Linux 64 位遵循 Little endian，而 SunOS/SPARC 遵循 Big endian。

这很重要，因为通过网络从 Little endian 字节排序机向 Big endian 字节排序机发送消息时可能会出现问题，反之亦然。大多数程序员并不认为这是一个问题，因为网络应用程序的编写方式可以为我们进行此转换，但如果您正在编写网络应用程序，则可能需要考虑这一点。

整数算术

您可能会惊讶地发现，两个正数相加会得到负数，并且 x

让我举个例子，假设我们有一台计算机将 int 存储为 4 位，并且我们有两个 无符号 int x 和 y。

无符号整数 x = 10; // 二进制表示：1010
无符号整型 y = 15； // 二进制表示：1111
无符号整数 z = x y； // ???

z 的值为 25，对吗？对吗？

嗯，不。如果将 25 转换为其二进制表示形式，则结果为 11001，但正如我提到的，我们的计算机只能存储 4 位整数（无符号情况下的值从 0 到 15）。那么，我们的计算机将如何处理额外的 1 位呢？你是对的，它会丢弃高位（左起第一位），我们将得到 1001，它转换为 9。这与使用 16 进行模块相同，即 25 mod 16=9。计算机的这种不限于算术的行为也称为溢出。

但是为什么我在这里使用 unsigned int 呢？对于有符号整数，此加法的行为是否会有所不同？

答案：是的，但在解释结果是什么以及我们的计算机如何最终得到这个结果之前，让我们首先了解一下我们的 4 位大小整数有符号和无符号有何不同。

有符号整数

它们可以存储从-8（bin代表：1000）到7（bin代表：0111）的正负两个数字值。高阶位（左起第一位）给出有符号整数负值，其余位给出正值。因此，要获得最小的数字，我们需要将高位翻转为 1，其他位翻转为 0；要获得最大的数字，我们需要将高位翻转为 0，其他位翻转为 1。

无符号整数

它们只能存储从 0（二进制表示：0000）到 15（二进制表示：1111）的正数值。

现在，因为 x=10 和 y=15 在相加之前会溢出，所以我们将使用更小的值：
整数x = 5； // 0101
整数y=6； // 0110
int z = x y // ???

如果我们忽略带符号的考虑，二进制表示应该是 1011。正如你所看到的，高位被翻转为 1，从上面看，z 的值将是 -5(= -1*2ˆ3 2ˆ1 2ˆ0) 而不是 11。

而且，添加两个负数可能会导致结果。例如，
int x = -8 // 1000
int y = -5 // 0101
int z = x y // ???

现在 z 将为 -13，即二进制的 10011（高阶位用于负数，即 -1*2ˆ4 = -16），但我们的计算机只能存储 4 位，因此它将丢弃高阶位，变为0011，即十进制3。再次溢出。

这就是为什么 x

这就是今天的全部内容。如果这里的某些信息是错误或缺失的，请评论。谢谢。

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