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1.問題引入

2.字符型變量的存儲

3.字符型變量的取值

4.字符型變量中的-128

5.取值轉換圖

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1.問題引入

? 我們知道，在C語言中，一個字符型數據占8個bit位，那么當我們定義一個字符型數據，我們需要給它賦上什么范圍的值才合適呢。是[-127，127]，還是[-128，127]，亦或者是[-127，128]？下面就讓我們進入本篇文章的內容：字符型變量的存儲和取值。

2.字符型變量的存儲

將字符變量存儲到內存中中，實際上并不是把該字符本身放到內存單元中去，而是將該字符的相應的ASCII 碼放到內存中。因此它的存儲形式就與整數的存儲形式類似。不同的是，字符型數據占8個bit位，而整形數據占32個bit位，比特位的位數不同也就說明著它們的取值范圍不同，如果對字符型數據的賦值超過了所能表示的范圍，則數據將會發生截斷，導致出錯。例如：

我們定義一個字符數據

char c=10；

由于在計算機中數據是以二進制補碼的形式存放，所以我們將整數10轉化為二進制補碼，然后取前8位放入c中進行存放，對應圖解如下：

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而如果我們定義了

char c=129 ；

那么其對應的存放圖解如下：?

我們可以發現，此時c的最終結果并不是129而是-127，說明129超出了字符型變量的表示范圍，所以導致數據的存儲出現了錯誤。

3.字符型變量的取值

? 在將取值之前，先拋出一句我認為說得很好的一句話：

計算機所謂的特定數據類型能表示多少范圍數據，取決于多少比特位的排列組合，比如4個比特位就一定可以表示2^4個數據，計算機絕對不會浪費任何一種組合。

? 根據這句話我們就可以先斷定，一個字符型變量一定可以表示2^8，也就是256個數據。我們先按照符號位對字符型變量進行如下拆分：

按照以上分析，那么我們字符型變量的取值范圍就是[-127,127]嗎，實則不然。細心的小伙伴可能會發現，無論是上面還是下面，都有0這個數據的表示方式，分別為0000 0000和1000 0000；而在計算機中，我們當然不能讓0有兩種表示方式，否則會引起歧義。因此我們將0000 0000來表示0。而前面我們說過，計算機絕對不會浪費任何一種組合，所以，我們還需對1000 0000進行定義，賦予其意義。

我們不妨先來猜猜，1000 0000要表示什么呢？由于數據的取值范圍肯定是連續的最好，所以我們可以在128和-128進行選取，又由于1000 0000最高位即符號位為1，所以我們猜測1000 0000代表-128。則字符型數據的表示范圍就是[-128，127]。

4.字符型變量中的-128

? 那么，為什么在字符型變量1000 0000代表-128呢？我們依舊來分析一下如下語句：

char c=-128；

我們知道，當我們定義了一個變量c時，編譯器對c分配了8個bit位的內存空間，但是對于-128，它一開始并不是在變量c的內存空間中，是在寄存器中，需要先轉化為二進制后，才能放入c中，因此我們可以得到以下圖解：

? 我們可以發現，十分巧合的是，當-128在寄存器中轉化為二進制補碼后，截斷存入c中時，存放的數據正是1000 0000，也就是我們上述所猜想的那樣。?

那如果我們將此時c中存放的1000 0000取出來，會不會還是-128呢？遺憾的是，由于數據發生的截斷，所以無法正確的轉化回來。具體過程如下：

顯然，最后轉化后的原碼并不是-128。所以我們可以說在字符型數據中1000 0000表示-128是一種半計算半規定的方式。因此以后我們在字符型變量中看到1000 0000，不必再進行轉化，可以將其直接看成-128。

5.取值轉換圖

? 綜上，我們可以得出一個8bit位的char類型變量所能表示的范圍是[-128，127].如果超出了這個范圍，就會發生截斷，產生錯誤。根據以下轉換圖我們可以輕松得出截斷后的數字：

例如以下兩個例子

char c=128；

char c=-129；

對于例1，因為128=127+1，根據順時針方向為正方向，則c最后的值就為127下一個數字-128?。

對于例2，因為-129=-128-1，所以需要取-128負方向也就是逆時針方向的下一個數字，則c最后的值就是127。

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以上，就是本期的全部內容。

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網站欄目：字符型變量的存儲和取值-創新互聯
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