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C语言二进制思想以及数据的存储

投稿:lqh

本文主要介绍了C语言的二进制思想以及数据的存储,这里对二进制和数据存储做了详细的说明,对开始学习C语言的同学比较有参考价值

我们平时使用的数字都是由 0~9 共十个数字组成的,例如 1、9、10、297、952 等,一个数字最多能表示九,如果要表示十、

十一、二十九、一百等,就需要多个数字组合起来。

例如表示 5+8 的结果,一个数字不够,只能”进位“,用 13 来表示;这时”进一位“相当于十,”进两位“相当于二十。

因为逢十进一,也因为只有 0~9 共十个数字,所以叫做十进制(Decimalism)。

进制也就是进位制。在进行加法(减法)运算时,逢X进(借)一就是X进制,这种进制也就包含X个数字,基数为X。十进制有0~9共10个数字,基数为10,在加减法运算中,逢十进一,借一当十。

我们不妨将思维拓展一下,既然可以用 0~9 共十个数字来表示数值,那么也可以用0、1两个数字来表示数值,这就是二进制(Binary)。

二进制思想

二进制只有0和1两个数字,基数为2,在加减法运算中,逢二进一,借一当二。

表示数值:0、1、10、111、100、1000001

加法:1+0=1、1+1=10、10+110=1000、111+111=1110、

减法:1-0=1、10-1=1、100-11=1、1010-101=101

十进制与二进制的对应关系:

二进制 0 1 10 11 100 101 110 111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111
十进制 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

 二进制和十进制的转换:

十进制 4321 = 4×103+ 3×102+ 2×101 + 1×100

二进制 1101 = 1×23+ 1×22 + 0×21 + 1×20 = 8 + 4 + 0 + 1 = 13

二进制 110.11 = 1×22 + 1×21 + 0×20 + 1×2-1+ 1×2-2= 4 + 2 + 0 + 0.5 + 0.25 = 6.75

如果你希望详细了解二进制加减法的运算过程,我们提供了两张示意图。

这是选学内容,你完全可以跳过,不会影响后面的学习。

 1) 二进制加法:0001 + 0001 = 0010

 

 2) 二进制减法:0010 - 0001 = 0001

 

 在内存中,数据就是以二进制的形式存储的。

内存中数据的存储

 计算机要处理的信息是多种多样的,如十进制数、文字、符号、图形、音频、视频等,这些信息在人们的眼里是不同的。但对

于计算机来说,它们在内存中都是一样的,都是以二进制的形式来表示。

要想学习编程,就必须了解二进制,它是计算机处理数据的基础。

内存条是一个非常精密的部件,包含了上亿个电子元器件,它们很小,达到了纳米级别。这些元器件,实际上就是电路;电路的电压会变化,要么是 0V,要么是 5V,只有这两种电压。5V 是通电,用1来表示,0V 是断电,用0来表示。所以,一个元器件有2种状态,0 或者 1。

我们通过电路来控制这些元器件的通断电,会得到很多0、1的组合。例如,8个元器件有 28=256 种不同的组合,16个元器件有216=65536 种不同的组合。虽然一个元器件只能表示2个数值,但是多个结合起来就可以表示很多数值了。

我们可以给每一种组合赋予特定的含义,例如,可以分别用 1101000、00011100、11111111、00000000、01010101、10101010 来表示 C、语、言、中、文、网 这几个字,那么结合起来 1101000 00011100 11111111 00000000 01010101 10101010 就表示”C语言中文网“。

一般情况下我们不一个一个的使用元器件,而是将8个元器件看做一个单位,即使表示很小的数,例如 1,也需要8个,也就是 00000001。

 1个元器件称为1比特(Bit)或1位,8个元器件称为1字节(Byte),那么16个元器件就是2Byte,32个就是4Byte,以此类推:

8×1024个元器件就是1024Byte,简写为1KB;

8×1024×1024个元器件就是1024KB,简写为1MB;

8×1024×1024×1024个元器件就是1024MB,简写为1GB。

现在,你知道1GB的内存有多少个元器件了吧。我们通常所说的文件大小是多少KB、多少MB,就是这个意思。

单位换算:

8 Bit = 1Byte

1024Byte = 1KB

1024KB = 1MB

1024MB = 1GB

1024GB = 1TB

你看,在内存中没有abc这样的字符,也没有gif、jpg这样的图片,只有0和1两个数字,计算机也只认识0和1。所以,计算机使用二进制,而不是我们熟悉的十进制,写入内存中的数据,都会被转换成0和1的组合。
程序员的幽默

为了加深印象,最后给大家看个笑话。

程序员A:“哥们儿,最近手头紧,借点钱?”

程序员B:“成啊,要多少?”

程序员A:“一千行不?”

程序员B:“咱俩谁跟谁!给你凑个整,1024,拿去吧。”

你看懂这个笑话了吗?请选出正确答案。

A) 因为他同情程序员A,多给他24块

B) 这个程序员不会数数,可能是太穷饿晕了

C) 这个程序员故意的,因为他独裁的老婆规定1024是整数

D) 就像100是10的整数次方一样,1024是2的整数次方,对于程序员就是整数

 以上就是对C语言中二进制以及数据存储知识的整理,希望学习C语言的同学可以参考下。

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