CSAPP–第二章-信息的表示和处理(下下)

Aki 发布于 2022-10-25 262 次阅读


整数运算

参考文章。。。。。。

许多刚入门的程序员非常惊奇地发现,两个正数相加会得出一个负数,而比较表达式x<y和比较表达式x-y<0会产生不同的结果。这些属性是由于计算机运算的有限性造成的。理解计算机运算的细微之处能够帮助程序员编写更可靠的代码。

无符号数加法,补码加法,补码的非,无符号乘法,补码乘法,乘以常数,除以 2 的幂。。。。。。这些章节我没有去认真看,主要这些最底层的加法,减法,乘法,除法我不太想知道怎么弄的。。。。。。

关于整数运算的最后思考、

正如我们看到的,计算机执行的“整数”运算实际上是一种模运算形式。表示数字的有限字长限制了可能的值的取值范围,结果运算可能溢出。我们还看到,补码表示提供了一种既能表示负数也能表示正数的灵活方法,同时使用了与执行无符号算术相同的位级实现,这些运算包括像加法、减法、乘法,甚至除法,无论运算数是以无符号形式还是以补码形式表示的,都有完全一样或者非常类似的位级行为。
我们看到了C语言中的某些规定可能会产生令人意想不到的结果,而这些结果可能是难以察觉或理解的缺陷的源头。我们特别看到了unsigned数据类型,虽然它概念上很简单,但可能导致即使是资深程序员都意想不到的行为。我们还看到这种数据类型会以出乎意料的方式出现,比如,当书写整数常数和当调用库函数时。

小结、

计算机将信息编码为位(比特),通常组织成字节序列。有不同的编码方式用来表示整数、实数和字符串。不同的计算机模型在编码数字和多字节数据中的字节顺序时使用不同的约定。
C语言的设计可以包容多种不同字长和数字编码的实现。64位字长的机器逐渐普及,并正在取代统治市场长达30多年的32位机器。由于64位机器也可以运行为32位机器编译的程序,我们的重点就放在区分32位和64位程序,而不是机器本身。64位程序的优势是可以突破32位程序具有的4GB地址限制。大多数机器对整数使用补码编码,而对浮点数使用IEEE标准754编码。在位级上理解这些编码,并且理解算术运算的数学特性,对于想使编写的程序能在全部数值范围上正确运算的程序员来说,是很重要的。