C中负数内存存储的补码形式！

实验目的：

理解C语言中如何计算补码，掌握“矛盾”赋值时如何处理数据。

实验步骤：

1.验证没有赋值的变量的值是“随机的”。

1.1在VC6.0没有赋值的整型变量其存储单元中每个字节都是0xcc。如程序

#include

void main()

{

long i;

short j;

printf("%lx,%hx\n", i, j);

}

的输出为：cccccccc,cccc。

但是这只是vc6.0为了方便观测数据主动为程序中的变量设置的状态。

1.2在Win-TC可以清楚地看出，没有赋值的变量的值是“随机的”。

2.计算机中处理整型字面量的方式。

2.1计算机中存储整数的补码形式，因此遇到整型字面量时会首先将其转换为补码形式，但是需注意其转换方法。

遇到正数，正数的补码形式与原码的相同，直接将其转换成二进制形式即可。如65535将被转换成1111 1111 1111 1111或（认为其类型是长整型）被转换成0000 0000 0000 0000 1111 1111 1111 1111（0xffff）；0x80000001将被转换成1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001（0x80000001）。

遇到负数，先忽略负号将其转换成二进制形式，再取反，最后加１即得到了补码形式。如-65535先忽略负号将其转换成二进制形式：0000 0000 0000 0000 1111 1111 1111 1111，再取反：1111 1111 1111 1111 0000 0000 0000 0000，最后加１即得到：1111 1111 1111 1111 0000 0000 0000 0001（0xffff0001）；对于-0x80000001，理论上其是无法用4个字节的补码形式表示的，但C语言不考虑溢出的问题同样是先忽略负号将其转换成二进制形式：1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001，再取反：0111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110，最后加１即得到：0111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111（0x7fffffff）。

2.2验证程序如下。

#include

void main()

{

long i, j;

i = 65535;

j = 0x80000001;

printf("%lx,%lx\n", i, j);

i = -65535;

j = -0x80000001;

printf("%lx,%lx\n", i, j);

}

程序的输出为：

ffff,80000001

ffff0001,7fffffff

3.在程序中出现整型赋值“矛盾”的情况时，C语言采用简单的处理方式：先将整型字面量转换成补码形式，再根据存储单元实际的大小从低位到高位选择相应的字节数存入。

如有：short i;当有i=0x80000001;，变量i存储单元中实际的状态为0x0001；当有i=-0x80000001;，变量i存储单元中实际的状态为0xffff。验证程序如下。

#include

void main()

{

short i, j;

i = 0x80000001;

j = -0x80000001;

printf("%hx,%hx\n", i, j);

scanf("%lx%lx", &i, &j);

printf("%hx,%hx\n", i, j);

}

程序的运行情况如下：

1,ffff

0x80000001 -0x80000001

1,ffff

4.在VC6.0中有语句long i, j = -1;，则变量i的存储状态为0xcccccccc，而变量j的存储状态为0xffffffff。当有scanf(“%hx%hx”, &i,&j);且用户输入0x80000001时，scanf函数只会把用户输入数据中的低2个字节的数据存入变量i和j的低2个字节，因此变量i的存储状态变为0xcccc0001，变量j的存储状态变为0xffff0001。变量i的实际值为1×-2³¹+1×2³⁰+1×2²⁷+1×2²⁶+1×2²³+1×2²²+1×2¹⁹+1×2¹⁸+1=-859045887。变量j的实际值为（前面的1可以省略故j与0x10001相等）1×-2¹⁶+1=-65535。验证程序如下。

#include

void main()

{

long i, j = -1;

printf("%lx,%lx\n", i, j);

scanf("%hx%hx", &i, &j);

printf("%lx,%lx\n", i, j);

printf("%ld,%ld\n", i, j);

}

程序的运行情况如下：

cccccccc,ffffffff

0x80000001 0x80000001

cccc0001,ffff0001

-859045887,-65535