脚本之家 服务器常用软件
快捷导航
您的位置：首页 → 软件编程 → C 语言 → C语言之整数存储底层逻辑

C语言之整数存储底层逻辑用法解读

 更新时间：2026年04月22日 09:05:25   作者：码完就睡  
本文主要介绍了原码、反码、补码的概念,以及计算机中整数的存储规则,解释了不同整数类型的范围和表示方式,同时对有符号和无符号整数类型进行了区分和对比,最后介绍了相同字节大小转换和不同字节大小转换的方法

一、原码 反码 补码

1.原码

二进制表示法。最高位为符号位，表示正负；剩下位为数值位，表示数值大小。

例如（以8位举例）：

  • 10的原码：00001010
  • -10的原码：10001010

2.反码

符号位不变，其余位取反。

例如（以8位举例）：

  • 10的反码：00001010
  • -10的反码：11110101

正数的反码=原码

3.补码

反码+1。

例如（以8位举例）：

  • 10的补码：00001010
  • -10的补码：11110110

正数：原码、反码、补码都相等

负数：

        原码 -> 补码：符号位不变，其余位取反；+1

        补码 -> 原码：

                方法一：-1；符号位不变，其余位取反

                方法二：符号位不变，其余位取反；+1

二、整数存储

1.计算机中的原反补规则

所有的整型数据在计算机中都已补码的形式存储和运算。

计算机在处理整型数据时，会先将其看作int类型进行处理；若超出int类型的范围，则将其看作long long型进行处理。

例如：

char a = -10;

计算机首先申请了1个字节的空间，并将这篇空间命名为a；-10的补码为11111111 11111111 11111111 11110110，将这个补码存入a这片空间，因为a只有1个字节，所以只能存入最后一个字节，即11110110。

char b = 10;

计算机首先申请了1个字节的空间，并将这篇空间命名为b；10的补码为00000000 00000000 00000000 00001010，将这个补码存入a这片空间，因为a只有1个字节，所以只能存入最后一个字节，即00001010。

2.有符号/无符号整数类型

在计算机中，char/short/int/long/long long属于有符号（signed）的整数类型，此外，计算机中还提供了一种无符号（unsigned）的整数类型。

类型格式控制符比特位使用规则大小（Byte）范围特殊值
有符号（signed可写可不写）的整数家族
char%hhd/%c1位符号位 7位数值位1Byte-2^7~2^7-110000000（-2^7）
short%hd1位符号位 15位数值位2Byte-2^15~2^15-110000000 00000000（-2^15）
int%d1位符号位 31位数值位4Byte-2^31~2^31-110000000 00000000 00000000 00000000（-2^31）
long%ld1位符号位 31位数值位4Byte-2^31~2^31-1

10000000 00000000 00000000 00000000

（-2^31）

long long%lld1位符号位 63位数值位8Byte-2^63~2^63-1

10000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000（-2^63）

无符号（unsigned）的整数家族
unsigned char%hhu8位数值位1Byte0~2^8
unsigned short%hu16位数值位2Byte0~2^16
unsigned int%u32位数值位4Byte0~2^32
unsigned long%lu32位数值位4Byte0~2^64
unsigned long long%llu64位数值位8Byte0~2^64

以char为例：

char（1位符号位 7位数值位）数值unsigned char（8位数值位）数值
0 111111112701111111127
0 111111012601111110126
............
0 00000011000000011
0 00000000000000000
1 0000000-12810000000128
1 0000001-110000001129
1 0000010-210000010130
............
1 1111110-1261 1111110254
1 1111111-12711111111255
char1个符号位+7个数值位最大值 127（0 1111111）最小值 -128（1 1111111）
unsigned char8个数值位最大值 255（11111111）最小值 0（00000000）
  • 因为char类型中10000000没有别的数可以表示，计算机强制规定它为最小值-2^7（-128）。
  • 同理，short类型中，计算机强制规定10000000 00000000为最小值-2^15；
  • int和long类型中，计算机强制规定10000000 00000000 00000000 00000000为最小值-2^31；
  • long long类型中，计算机强制规定10000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000为最小值-2^63；

3.相同字节大小转换

int main() {
    //-10的原码:10000000 00000000 00000000 00001010
    //-10的反码:11111111 11111111 11111111 11110101
    //-10的补码:11111111 11111111 11111111 11110110
	char a = -10;           //只有一个字节的空间，只能存放下最后一个字节:11110110
	unsigned char b = -10;  //只有一个字节的空间，只能存放下最后一个字节:11110110

	printf("a=%hhd,b=%hhd\n", a, b);
    /*
    a:11110110
    1.按照%hhd(有符号char类型)的格式输出，所以要将11110110看作是1个符号位+7个数值位
    2.将补码转换成原码:11110110->10001010
      (符号位是1，为负数;负数的原码=补码-1，再符号位不变，其余位取反)
    3.将原码转换成十进制:10001010->-10

    b:11110110
    1.按照%hhd(有符号char类型)的格式输出，所以要将11110110看作是1个符号位+7个数值位
    2.将补码转换成原码:11110110->10001010
    (符号位是1，为负数;负数的原码=补码-1，再符号位不变，其余位取反)
    3.将原码转换成十进制:10001010->-10
    */
         
	printf("a=%hhu,b=%hhu\n", a, b);
    /*
    a:11110110
    1.按照%hhu(无符号char类型)的格式输出，所以要将11110110看作是8个数值位
    2.将补码转换成原码:11110110->10001010(正数的原码、反码、补码相同)
    3.将原码转换成十进制:10001010->138

    b:11110110
    1.按照%hhu(无符号char类型)的格式输出，所以要将11110110看作是8个数值位
    2.将补码转换成原码:11110110->10001010(正数的原码、反码、补码相同)
    3.将原码转换成十进制:10001010->138
    */

    return 0;
}

4.不同字节大小转换

（1）小字节转大字节

符号位不变，数值位不变，其余位补符号位的数字。

int main() {
    //-10的原码:10000000 00000000 00000000 00001010
    //-10的反码:11111111 11111111 11111111 11110101
    //-10的补码:11111111 11111111 11111111 11110110
	char a = -10;           //只有一个字节的空间，只能存放下最后一个字节:11110110
	unsigned char b = -10;  //只有一个字节的空间，只能存放下最后一个字节:11110110

	printf("a=%hd,b=%hd\n", a, b);
    /*
    a:11110110 -> a的类型是有符号char类型，符号位:1
    1.按照%hd(有符号short类型)的格式输出，所以要先将11110110扩充为2个字节:
      11110110->11111111 11110110
      (符号位不变，数值位不变，其余位补符号位的数字，即补1)
    2.将11111111 11110110看作是1个符号位+15个数值位
    3.将补码转换成原码:11111111 11110110->10000000 00001010
      (符号位是1，为负数;负数的原码=补码-1，再符号位不变，其余位取反)
    4.将原码转换成十进制:10000000 00001010->-10

    b:11110110 -> b的类型是无符号char类型，符号位:0
    1.按照%hd(有符号short类型)的格式输出，所以要先将11110110扩充为2个字节:
      11110110->00000000 11110110
      (符号位不变，数值位不变，其余位补符号位的数字，即补1)
    2.将00000000 11110110看作是1个符号位+15个数值位
    3.将补码转换成原码:00000000 11110110->00000000 11110110
      (符号位是0，为正数;正数的原码、反码、补码相同)
    4.将原码转换成十进制:00000000 11110110->246
    */    

	printf("a=%hu,b=%hu\n", a, b);
    /*
    a:11110110 -> a的类型是有符号char类型，符号位:1
    1.按照%hu(无符号short类型)的格式输出，所以要先将11110110扩充为2个字节:
      11110110->11111111 11110110
      (符号位不变，数值位不变，其余位补符号位的数字，即补0)
    2.将11111111 11110110看作是16个数值位
    3.将补码转换成原码:11111111 11110110->11111111 11110110
      (正数的原码、反码、补码相同)
    4.将原码转换成十进制:11111111 11110110->65526

    b:11110110 -> b的类型是无符号char类型，符号位:0
    1.按照%hd(有符号short类型)的格式输出，所以要先将11110110扩充为2个字节:
      11110110->00000000 11110110
      (符号位不变，数值位不变，其余位补符号位的数字，即补0)
    2.将00000000 11110110看作是16个数值位
    3.将补码转换成原码:00000000 11110110->00000000 11110110
      (正数的原码、反码、补码相同)
    4.将原码转换成十进制:00000000 11110110->246
    */    

    return 0;
}

（2）大字节转小字节

直接强行截取。

int main() {
    //-10的原码:10000000 00000000 00000000 00001010
    //-10的反码:11111111 11111111 11111111 11110101
    //-10的补码:11111111 11111111 11111111 11110110

	short a = -10;           
    //只有两个字节的空间，只能存放下最后两个字节:11111111 11110110
	unsigned short b = -10;  
    //只有两个字节的空间，只能存放下最后两个字节:11111111 11110110

	printf("a=%hhd,b=%hhd\n", a, b);
    /*
    a:11111111 11110110
    1.按照%hhd(有符号char类型)的格式输出，所以要先将11111111 11110110截取为1个字节:
      11111111 11110110->11110110
    2.将11110110看作是1个符号位+7个数值位
    3.将补码转换成原码:11110110->10001010
      (符号位是1，为负数;负数的原码=补码-1，再符号位不变，其余位取反)
    4.将原码转换成十进制:10001010->-10

    b:11111111 11110110
    1.按照%hhd(有符号char类型)的格式输出，所以要先将11111111 11110110截取为1个字节:
      11111111 11110110->11110110
    2.将11110110看作是1个符号位+7个数值位
    3.将补码转换成原码:11110110->10001010
      (符号位是1，为负数;负数的原码=补码-1，再符号位不变，其余位取反)
    4.将原码转换成十进制:10001010->-10
    */    

	printf("a=%hhu,b=%hhu\n", a, b);
    /*
    a:11110110
    1.按照%hhu(无符号char类型)的格式输出，所以要先将11111111 11110110截取为1个字节:
      11111111 11110110->11110110
    2.将11110110看作是8个数值位
    3.将补码转换成原码:11110110->11110110
      (正数的原码、反码、补码相同)
    4.将原码转换成十进制:11110110->246

    b:11110110
    1.按照%hhu(无符号char类型)的格式输出，所以要先将11111111 11110110截取为1个字节:
      11111111 11110110->11110110
    2.将11110110看作是8个数值位
    3.将补码转换成原码:11110110->11110110
      (正数的原码、反码、补码相同)
    4.将原码转换成十进制:11110110->246
    */    

    return 0;
}

总结

以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持脚本之家。

您可能感兴趣的文章:

相关文章

  • 详解C++中的左值,纯右值和将亡值

    详解C++中的左值,纯右值和将亡值

    C++中本身是存在左值，右值的概念，但是在C11中又出现了左值，纯右值，将亡值得概念；这里我们主要介绍这些值的概念,感兴趣的可以了解一下
    2022-09-09
  • C语言容易被忽视的函数设计原则基础

    C语言容易被忽视的函数设计原则基础

    C语言的设计目标是提供一种能以简易的方式编译、处理低级存储器、产生少量的机器码以及不需要任何运行环境支持便能运行的编程语言.那么C语言函数设计的一般原则和技巧都是怎样的呢，下面带你了解
    2022-04-04
  • c++只保留float型的小数点后两位问题

    c++只保留float型的小数点后两位问题

    这篇文章主要介绍了c++只保留float型的小数点后两位问题，具有很好的参考价值，希望对大家有所帮助。如有错误或未考虑完全的地方，望不吝赐教
    2022-11-11
  • C#开源类库SimpleTCP使用方法

    C#开源类库SimpleTCP使用方法

    SimpleTCP内部有一个特殊字符分割字符串的协议可以直接使用，也可以在DataReceived事件处理程序中实现自己的协议，这篇文章主要介绍了C#开源类库SimpleTCP的使用方法，需要的朋友可以参考下
    2021-09-09
  • C++获得其他程序窗体控件中信息的方法

    C++获得其他程序窗体控件中信息的方法

    这篇文章主要介绍了C++获得其他程序窗体控件中信息的方法,涉及windows控件句柄的获取技巧,需要的朋友可以参考下
    2015-05-05
  • c++项目中后缀名vcxproj和sln的区别及说明

    c++项目中后缀名vcxproj和sln的区别及说明

    这篇文章主要介绍了c++项目中后缀名vcxproj和sln的区别及说明,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教
    2024-05-05
  • C语言详细分析讲解流程控制语句用法

    C语言详细分析讲解流程控制语句用法

    C语言语句的执行默认顺序执行(从上往下依次执行),编程语言一般除了默认的顺序执行以外，还提供分支执行和循环执行的语法，让我们一起来看看
    2022-05-05
  • C语言实现宿舍管理课程设计

    C语言实现宿舍管理课程设计

    这篇文章主要为大家详细介绍了C语言实现宿舍管理课程设计，文中示例代码介绍的非常详细，具有一定的参考价值，感兴趣的小伙伴们可以参考一下
    2022-03-03
  • C++11中std::function与std::bind的用法实例

    C++11中std::function与std::bind的用法实例

    大家都知道C++11中增加了许多的新特性,下面这篇文章主要给大家介绍了关于C++11中std::function与std::bind的用法,文中通过实例代码介绍的非常详细,需要的朋友可以参考下
    2022-05-05
  • C语言实现简易停车场管理系统

    C语言实现简易停车场管理系统

    这篇文章主要为大家详细介绍了C语言实现简易停车场管理系统，文中示例代码介绍的非常详细，具有一定的参考价值，感兴趣的小伙伴们可以参考一下
    2022-03-03

最新评论