第二節(jié) 數(shù)據(jù)存儲與變量
2.1 變量的聲明與定義
1. 如程序清單2. 1所示會不會報(bào)錯(cuò)?為什么?如果不會報(bào)錯(cuò)，又是輸出什么結(jié)果?
程序清單2. 1 變量的聲明與定義
#include
static int a ;
static int b[] ;
int main( int argc , char *argv[] )
{
printf( "%d %d \n" , a , b[0] ) ;
return 0 ;
}
static int a = 8 ;
static int b[4] ;
這個(gè)程序是不會報(bào)錯(cuò)的，并且連警告都不會出現(xiàn)。輸出的結(jié)果是：8 0
static int a ,這句程序是聲明全局變量a;static int b[],這句程序是聲明全局?jǐn)?shù)組變量b,并且是不完全聲明，也就是可以省略數(shù)組下標(biāo)。static int a = 8,這里才是定義全局變量a,static int b[4],這里是定義全局變量b。
2.2 局部變量與全局變量的較量
1. 請問如程序清單2. 2所示輸出什么?
程序清單2. 2 局部變量與全局變量
#include
static int a = 8 ;
int main( int argc , char *argv[] )
{
int a = 4 ;
printf( "%d \n" , a ) ;
return 0 ;
}
C語言規(guī)定，局部變量在自己的可見范圍內(nèi)會“擋住”同名的全局變量，讓同名的全局變量臨時(shí)不可見。即在局部變量的可見范圍內(nèi)不能訪問同名的全局變量。因此本程序輸出為：4。
2.3 char、int、float、double的數(shù)據(jù)存儲
1. 請問如程序清單2. 3所示，i和j輸出什么?
程序清單2. 3 數(shù)據(jù)存儲
float i = 3 ;
int j = *(int*)(&i) ;
printf( "i = %f \n" , i ) ;
printf( "j = %#x \n" , j ) ;
i是毋庸置疑是：3.000000。但是j呢?3.000000?答案是否定的，j是輸出：0x4040 0000。有人會問了，難道j是隨機(jī)輸出?瞎說，j輸出0x4040 0000是有依據(jù)，是一個(gè)定值!
由于i是float數(shù)據(jù)類型，而j是int數(shù)據(jù)類型。理論上說，j是取了i的地址然后再去地址，應(yīng)該得到的就是i的值：3。但是問題的關(guān)鍵就是float數(shù)據(jù)類型的存儲方式和int數(shù)據(jù)類型不一樣，float是占用4個(gè)字節(jié)(32位)，但是float存儲是使用科學(xué)計(jì)數(shù)法存儲，最高位是存儲數(shù)符(負(fù)數(shù)的數(shù)符是0，正數(shù)的數(shù)符是1);接下來8位是存儲階碼;剩下的23位是存儲尾數(shù)。上面i=3.000000，那么3.000000(10進(jìn)制) = 11(2進(jìn)制) = (二進(jìn)制)。數(shù)據(jù)在電腦中存儲都是二進(jìn)制，這個(gè)應(yīng)該都沒有疑問。那么這里的數(shù)符為：0 ，階碼為：E – 127 = 1 ，那么階碼為：E = 128 即為：1000 0000 (2進(jìn)制) ，尾數(shù)為：100 0000 0000 0000 0000 0000 。那么存儲形式就是：0100 0000 0100 0000 0000 0000 0000 0000。這個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成16進(jìn)制就是0x4040 0000。
圖2. 1 數(shù)據(jù)存儲方式
char、int、float、double的存儲方式如圖2. 1所示。
提問：如果i = -3.5 的話，請問j輸出多少?
i = -3.500000
j = 0xc0600000
這個(gè)希望讀者自行分析。
再問：如果如程序清單2. 4所示。
程序清單2. 4 數(shù)據(jù)存儲
double i = 3 ;
int j = *(int*)(&i) ;
printf( "i = %lf \n" , i ) ;
printf( "j = %#x \n" , j ) ;
這樣的話，j又輸出多少呢?
提示：double( 8個(gè)字節(jié)(64位) )的存儲方式是：最高位存儲數(shù)符，接下來11位存儲階碼，剩下52位存儲尾數(shù)。
是不是得不到你想要的結(jié)果?double是8個(gè)字節(jié)，int是4個(gè)字節(jié)。一定別忘記了這個(gè)。用這個(gè)方法也同時(shí)可以驗(yàn)證大小端模式!
2.4 容易忽略char的范圍
1. 如程序清單2. 5所示，假設(shè)&b=0x12ff54，請問三個(gè)輸出分別為多少?
程序清單2. 5 char的范圍
unsigned int b = 0x12ff60 ;
printf("( (int)(&b)+1 ) = %#x \n" , ( (int)(&b)+1 ) ) ;
printf("*( (int*)( (int)(&b)+1 ) ) = %#x \n" , *( (int*)( (int)(&b)+1 ) ) ) ;
printf("*( (char*)( (int)(&b)+1 ) ) = %#x \n" , *( (char*)( (int)(&b)+1 ) ) ) ;
很顯然，&b是取無符號整型b變量的地址，那么(int)(&b)是強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為整型變量，那么加1即為0x12ff54+1=0x12ff55。所以( (int)(&b)+1 )是0x12ff55。
圖2. 3 指針加1取字符型數(shù)據(jù)
由于( (int)(&b)+1 )是整型數(shù)據(jù)類型，通過(int *)( (int)(&b)+1 )轉(zhuǎn)化為了整型指針類型，說明要占4個(gè)字節(jié)，即為：0x12ff55、0x12ff56、0x12ff57、0x12ff58，再去地址*( (int *)( (int) (&b)+1 ) )得到存儲在這4個(gè)字節(jié)中的數(shù)據(jù)。但是很遺憾，0x12ff58我們并不知道存儲的是什么，所以我們只能寫出0x**0012ff。**表示存儲在0x12ff58中的數(shù)據(jù)。如圖2. 2所示。
圖2. 2 指針加1取整型數(shù)據(jù)
以此類推，*( (char *)( (int) (&b)+1 ) ) = 0xff。如圖2. 3所示。
但是，*( (char *)( (int) (&b)+1 ) )輸出的卻是：0xff ff ff ff !
問題出現(xiàn)了，為什么*( (char *)( (int) (&b)+1 ) )不是0xff，而是0xff ff ff ff?char型數(shù)據(jù)應(yīng)該占用1個(gè)字節(jié)，為什么會輸出0xff ff ff ff?
使用%d輸出，
printf("*( (char*)( (int)(&b)+1 ) ) = %d \n" , *( (char*)( (int)(&b)+1 ) ) ) ;
結(jié)果為-1???
問題出在signed char 的范圍是：-128~127，這樣肯定無法儲存0xff，出現(xiàn)溢出。所以將
printf("*( (char*)( (int)(&b)+1 ) ) = %#x \n" , *( (char*)( (int)(&b)+1 ) ) ) ;
改成
printf("*( (unsigned char*)( (int)(&b)+1 ) ) = %#x \n" ,
*( (unsigned char*)( (int)(&b)+1 ) ) ) ;
就可以輸出0xff，因?yàn)閡nsigned char 的范圍是：0~255(0xff)。
