负数如何存储在内存中？ 如何知道位表示？

Question

我知道MSB，LSB，符号和幅度的一，二的补码等。现在，我想知道我是否正在编写和编程进行某些位操作的代码，如何检查内存中的实际位级别数据？

即int a = -1; 我怎么知道4位表示是1001还是1110或1111 ？

如何找出实现中用于表示负数的方法？

我正在寻找某种方法来检查C程序的位级数据。

我当前的平台是Ubuntu 12.04 LTS。 再一次，问题不在于如何完成。 它是关于如何找出或证明它是以某种方式完成的。

Answer 1

union { int i; unsigned u; } x;
x.i = -1;

现在， xu为您提供了具有相同位的无符号整数。 只有一种表示无符号数字的方法，因此您可以进行检查。 （提示：这很可能是二进制补码。）

printf("%x\n", x.u);

上面的print语句将打印出无符号整数的十六进制表示形式，您可以使用它来确定位。

Answer 2

通过应用按位运算。 例如，您可以通过执行a & (1<<n)来测试是否设置了第n位（将其应用于循环中，然后得到整数）。

编辑：但这仅在内部表示形式为二进制时有效。 如果使用不同的系统（例如，俄国人在70年代使用的是具有三元逻辑和数字系统的计算机，而波兰语则是基于负数的系统）将无法提供正确的内部使用格式。

Answer 3

一种简单的方法是在调试器中检查变量，如下所示：

(gdb) p/t var

p/t表示打印二进制表示形式。

Answer 4

void showBit(int num, int nBit)//nBit -> number of bits
{
    unsigned int temp = 1<<(nBit-1), i;

    for(i=0; i<nBit; ++i)
    {
        printf("%d ", ((num&temp)?1:0) );
        temp = temp>>1;
    }
    printf("\n");
}  

您可以使用此功能来打印二进制表示形式。 在ideone上看到它。

Answer 5

在C语言中，带负号的数字以2的补码格式表示。

这样做是为了避免使用任何编译器（即使int是8位或16位或32位，依此类推，它也可以工作）。

在您的情况下，如果编译器将int解释为8位，则将存储1111 1111。 当第一个位（符号位）为1时，编译器就会知道这是一个负数，并且知道该数必须是两位的补码。 就是0000 0001，带负号

Answer 6

您甚至可以使用union 。

union num
{
    int f;
    char c[4];
};

void printBinary(union num u)
{
    int i,t,j;

    for(i=sizeof(u)-1; i>=0; i--)
    {
            for(j=0,t=128; j<8; j++,t>>=1)
                    printf("%d",(u.c[i]&t)?1:0);
            printf(" ");
    }
}

int main() 
{
    union num n;
    n.f=10;
    printBinary(n);
    return 0;
}

看到这里： http : //ideone.com/i9YCt

Answer 7

如何找出实现中用于表示负数的方法？

方法如下：

unsigned int a = -1;
swicth (a & 3U)
{
    case 3:
        printf("two's complement\n");
        break;

    case 2:
        printf("one's complement\n");
        break;

    case 1:
        printf("sign and magnitude\n");
        break;

    default:
        printf("compiler broken\n");
        break; 
}

最终的答案实际上是在您的编译器文档中，该文档必须记录使用哪种签名表示。 例如，对于gcc ：

有符号整数类型是使用符号和大小，二进制补码还是一个二进制补码表示的，以及非常值是陷阱表示形式还是普通值表示（C99 6.2.6.2）

GCC仅支持二进制补码类型，所有位模式均为普通值

http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Integers-implementation.html

Answer 8

正数和负数由数字的第8位标识。 如果第8位为0，则为正，否则为负。

For example x=8
so In binary x=8=0000 1000 (It is positive number, so eight bit is 0 from right to left)

For negative x = -8
The negative numbers are represented in binary using 2's complement usually.
 so x = -8 

step 1 binary of        8 = 0000 1000
step 2 1's complement     = 1111 0111
step 3 2's complement     =         1
                         y = 1111 1000 =248(so it represents the negative because 8th bit is 1 then it follows the below formula)

The formula for getting negative value from binary representation is 2^8-y
 so 256-248=8