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1.問題引入

2.字符型變量的存儲(chǔ)

3.字符型變量的取值

4.字符型變量中的-128

5.取值轉(zhuǎn)換圖

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1.問題引入

? 我們知道，在C語言中，一個(gè)字符型數(shù)據(jù)占8個(gè)bit位，那么當(dāng)我們定義一個(gè)字符型數(shù)據(jù)，我們需要給它賦上什么范圍的值才合適呢。是[-127，127]，還是[-128，127]，亦或者是[-127，128]？下面就讓我們進(jìn)入本篇文章的內(nèi)容：字符型變量的存儲(chǔ)和取值。

2.字符型變量的存儲(chǔ)

將字符變量存儲(chǔ)到內(nèi)存中中，實(shí)際上并不是把該字符本身放到內(nèi)存單元中去，而是將該字符的相應(yīng)的ASCII 碼放到內(nèi)存中。因此它的存儲(chǔ)形式就與整數(shù)的存儲(chǔ)形式類似。不同的是，字符型數(shù)據(jù)占8個(gè)bit位，而整形數(shù)據(jù)占32個(gè)bit位，比特位的位數(shù)不同也就說明著它們的取值范圍不同，如果對(duì)字符型數(shù)據(jù)的賦值超過了所能表示的范圍，則數(shù)據(jù)將會(huì)發(fā)生截?cái)?，?dǎo)致出錯(cuò)。例如：

我們定義一個(gè)字符數(shù)據(jù)

char c=10；

由于在計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)是以二進(jìn)制補(bǔ)碼的形式存放，所以我們將整數(shù)10轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制補(bǔ)碼，然后取前8位放入c中進(jìn)行存放，對(duì)應(yīng)圖解如下：

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而如果我們定義了

char c=129 ；

那么其對(duì)應(yīng)的存放圖解如下：?

我們可以發(fā)現(xiàn)，此時(shí)c的最終結(jié)果并不是129而是-127，說明129超出了字符型變量的表示范圍，所以導(dǎo)致數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)出現(xiàn)了錯(cuò)誤。

3.字符型變量的取值

? 在將取值之前，先拋出一句我認(rèn)為說得很好的一句話：

計(jì)算機(jī)所謂的特定數(shù)據(jù)類型能表示多少范圍數(shù)據(jù)，取決于多少比特位的排列組合，比如4個(gè)比特位就一定可以表示2^4個(gè)數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)絕對(duì)不會(huì)浪費(fèi)任何一種組合。

? 根據(jù)這句話我們就可以先斷定，一個(gè)字符型變量一定可以表示2^8，也就是256個(gè)數(shù)據(jù)。我們先按照符號(hào)位對(duì)字符型變量進(jìn)行如下拆分：

按照以上分析，那么我們字符型變量的取值范圍就是[-127,127]嗎，實(shí)則不然。細(xì)心的小伙伴可能會(huì)發(fā)現(xiàn)，無論是上面還是下面，都有0這個(gè)數(shù)據(jù)的表示方式，分別為0000 0000和1000 0000；而在計(jì)算機(jī)中，我們當(dāng)然不能讓0有兩種表示方式，否則會(huì)引起歧義。因此我們將0000 0000來表示0。而前面我們說過，計(jì)算機(jī)絕對(duì)不會(huì)浪費(fèi)任何一種組合，所以，我們還需對(duì)1000 0000進(jìn)行定義，賦予其意義。

我們不妨先來猜猜，1000 0000要表示什么呢？由于數(shù)據(jù)的取值范圍肯定是連續(xù)的最好，所以我們可以在128和-128進(jìn)行選取，又由于1000 0000最高位即符號(hào)位為1，所以我們猜測(cè)1000 0000代表-128。則字符型數(shù)據(jù)的表示范圍就是[-128，127]。

4.字符型變量中的-128

? 那么，為什么在字符型變量1000 0000代表-128呢？我們依舊來分析一下如下語句：

char c=-128；

我們知道，當(dāng)我們定義了一個(gè)變量c時(shí)，編譯器對(duì)c分配了8個(gè)bit位的內(nèi)存空間，但是對(duì)于-128，它一開始并不是在變量c的內(nèi)存空間中，是在寄存器中，需要先轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制后，才能放入c中，因此我們可以得到以下圖解：

? 我們可以發(fā)現(xiàn)，十分巧合的是，當(dāng)-128在寄存器中轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制補(bǔ)碼后，截?cái)啻嫒隿中時(shí)，存放的數(shù)據(jù)正是1000 0000，也就是我們上述所猜想的那樣。?

那如果我們將此時(shí)c中存放的1000 0000取出來，會(huì)不會(huì)還是-128呢？遺憾的是，由于數(shù)據(jù)發(fā)生的截?cái)?，所以無法正確的轉(zhuǎn)化回來。具體過程如下：

顯然，最后轉(zhuǎn)化后的原碼并不是-128。所以我們可以說在字符型數(shù)據(jù)中1000 0000表示-128是一種半計(jì)算半規(guī)定的方式。因此以后我們?cè)谧址妥兞恐锌吹?000 0000，不必再進(jìn)行轉(zhuǎn)化，可以將其直接看成-128。

5.取值轉(zhuǎn)換圖

? 綜上，我們可以得出一個(gè)8bit位的char類型變量所能表示的范圍是[-128，127].如果超出了這個(gè)范圍，就會(huì)發(fā)生截?cái)啵a(chǎn)生錯(cuò)誤。根據(jù)以下轉(zhuǎn)換圖我們可以輕松得出截?cái)嗪蟮臄?shù)字：

例如以下兩個(gè)例子

char c=128；

char c=-129；

對(duì)于例1，因?yàn)?28=127+1，根據(jù)順時(shí)針方向?yàn)檎较颍瑒tc最后的值就為127下一個(gè)數(shù)字-128?。

對(duì)于例2，因?yàn)?129=-128-1，所以需要取-128負(fù)方向也就是逆時(shí)針方向的下一個(gè)數(shù)字，則c最后的值就是127。

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以上，就是本期的全部?jī)?nèi)容。

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網(wǎng)站欄目：字符型變量的存儲(chǔ)和取值-創(chuàng)新互聯(lián)
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