C語言二進制思想以及數(shù)據(jù)的存儲
我們平時使用的數(shù)字都是由 0~9 共十個數(shù)字組成的,例如 1、9、10、297、952 等,一個數(shù)字最多能表示九,如果要表示十、
十一、二十九、一百等,就需要多個數(shù)字組合起來。
例如表示 5+8 的結(jié)果,一個數(shù)字不夠,只能”進位“,用 13 來表示;這時”進一位“相當于十,”進兩位“相當于二十。
因為逢十進一,也因為只有 0~9 共十個數(shù)字,所以叫做十進制(Decimalism)。
進制也就是進位制。在進行加法(減法)運算時,逢X進(借)一就是X進制,這種進制也就包含X個數(shù)字,基數(shù)為X。十進制有0~9共10個數(shù)字,基數(shù)為10,在加減法運算中,逢十進一,借一當十。
我們不妨將思維拓展一下,既然可以用 0~9 共十個數(shù)字來表示數(shù)值,那么也可以用0、1兩個數(shù)字來表示數(shù)值,這就是二進制(Binary)。
二進制思想
二進制只有0和1兩個數(shù)字,基數(shù)為2,在加減法運算中,逢二進一,借一當二。
表示數(shù)值:0、1、10、111、100、1000001
加法:1+0=1、1+1=10、10+110=1000、111+111=1110、
減法:1-0=1、10-1=1、100-11=1、1010-101=101
十進制與二進制的對應(yīng)關(guān)系:
二進制 | 0 | 1 | 10 | 11 | 100 | 101 | 110 | 111 | 1000 | 1001 | 1010 | 1011 | 1100 | 1101 | 1110 | 1111 |
十進制 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
二進制和十進制的轉(zhuǎn)換:
十進制 4321 = 4×103+ 3×102+ 2×101 + 1×100
二進制 1101 = 1×23+ 1×22 + 0×21 + 1×20 = 8 + 4 + 0 + 1 = 13
二進制 110.11 = 1×22 + 1×21 + 0×20 + 1×2-1+ 1×2-2= 4 + 2 + 0 + 0.5 + 0.25 = 6.75
如果你希望詳細了解二進制加減法的運算過程,我們提供了兩張示意圖。
這是選學內(nèi)容,你完全可以跳過,不會影響后面的學習。
1) 二進制加法:0001 + 0001 = 0010
2) 二進制減法:0010 - 0001 = 0001
在內(nèi)存中,數(shù)據(jù)就是以二進制的形式存儲的。
內(nèi)存中數(shù)據(jù)的存儲
計算機要處理的信息是多種多樣的,如十進制數(shù)、文字、符號、圖形、音頻、視頻等,這些信息在人們的眼里是不同的。但對
于計算機來說,它們在內(nèi)存中都是一樣的,都是以二進制的形式來表示。
要想學習編程,就必須了解二進制,它是計算機處理數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)。
內(nèi)存條是一個非常精密的部件,包含了上億個電子元器件,它們很小,達到了納米級別。這些元器件,實際上就是電路;電路的電壓會變化,要么是 0V,要么是 5V,只有這兩種電壓。5V 是通電,用1來表示,0V 是斷電,用0來表示。所以,一個元器件有2種狀態(tài),0 或者 1。
我們通過電路來控制這些元器件的通斷電,會得到很多0、1的組合。例如,8個元器件有 28=256 種不同的組合,16個元器件有216=65536 種不同的組合。雖然一個元器件只能表示2個數(shù)值,但是多個結(jié)合起來就可以表示很多數(shù)值了。
我們可以給每一種組合賦予特定的含義,例如,可以分別用 1101000、00011100、11111111、00000000、01010101、10101010 來表示 C、語、言、中、文、網(wǎng) 這幾個字,那么結(jié)合起來 1101000 00011100 11111111 00000000 01010101 10101010 就表示”C語言中文網(wǎng)“。
一般情況下我們不一個一個的使用元器件,而是將8個元器件看做一個單位,即使表示很小的數(shù),例如 1,也需要8個,也就是 00000001。
1個元器件稱為1比特(Bit)或1位,8個元器件稱為1字節(jié)(Byte),那么16個元器件就是2Byte,32個就是4Byte,以此類推:
8×1024個元器件就是1024Byte,簡寫為1KB;
8×1024×1024個元器件就是1024KB,簡寫為1MB;
8×1024×1024×1024個元器件就是1024MB,簡寫為1GB。
現(xiàn)在,你知道1GB的內(nèi)存有多少個元器件了吧。我們通常所說的文件大小是多少KB、多少MB,就是這個意思。
單位換算:
8 Bit = 1Byte
1024Byte = 1KB
1024KB = 1MB
1024MB = 1GB
1024GB = 1TB
你看,在內(nèi)存中沒有abc這樣的字符,也沒有g(shù)if、jpg這樣的圖片,只有0和1兩個數(shù)字,計算機也只認識0和1。所以,計算機使用二進制,而不是我們熟悉的十進制,寫入內(nèi)存中的數(shù)據(jù),都會被轉(zhuǎn)換成0和1的組合。
程序員的幽默
為了加深印象,最后給大家看個笑話。
程序員A:“哥們兒,最近手頭緊,借點錢?”
程序員B:“成啊,要多少?”
程序員A:“一千行不?”
程序員B:“咱倆誰跟誰!給你湊個整,1024,拿去吧?!?/p>
你看懂這個笑話了嗎?請選出正確答案。
A) 因為他同情程序員A,多給他24塊
B) 這個程序員不會數(shù)數(shù),可能是太窮餓暈了
C) 這個程序員故意的,因為他獨裁的老婆規(guī)定1024是整數(shù)
D) 就像100是10的整數(shù)次方一樣,1024是2的整數(shù)次方,對于程序員就是整數(shù)
以上就是對C語言中二進制以及數(shù)據(jù)存儲知識的整理,希望學習C語言的同學可以參考下。
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