C语言

这里说的整数主要是指：short 、 char和int类型的数字。本文将详细介绍整数在内存中的存储方式和运算逻辑。

这里首先说明32位机器和64位机器代表的含义：32和64表示内存中地址线的个数。32位表示内存共有个地址，每个地址都可以存储一个字节（B）的数据，故32位系统最大可支持的内存大小=Mb，也就是4G内存。

我们常用的整数数据类型有：char（1B）、short（2B）和int（4B）型。而short、char和int型的数字主要分为二类（有符号和无符号）。

char a; 等效于 signed char a;           定义无符号char 型：unsigned char a;       

short a; 等效于 signed short a;           定义无符号short 型：unsigned short a; 

int a; 等效于 signed int a;           定义无符号int 型：unsigned int a; 

我们都知道在内存中存储的数据，都是以字节为单位进行存储。并且任何数据在内存中都被存储成0 1组成的二进制序列。如果是有符号数：则其二进制的最高位为符号位（符号位0表示正数，1表示负数）。

对于一个简单的程序：

a和b在被存储到内存中时，a和b的地址是系统随机分配的吗？二者又有什么关系呢？

这里先给出答案：a和b的地址并不是系统随机取分配的，并且a和b的地址之间存在联系。下面将通过测试给出验证。（本人使用的C语言编译器为Visual Stdio2019）

我们首先验证a和b的地址并不是系统随机分配的。在验证之前我们首先学习二个名词：大端（大端字节序）和小端（小端字节序）。

大端（大端字节序）：指数据的低位保存在内存的高地址中。

小端（小端字节序）：指数据的低位保存在内存的低地址中。

注释：（1）什么是数据的低位：一个简单的例子是，一个十进制数123，它的最高位是1还是3？ 所以，写出来的数据，右边的数据就是低位数据。（比如说一个字节的二进制数：1000 0001，左边的1就是最高位，右边的1就是最低位）。

（2）内存的低地址：上文中说到32位系统的内存有个内存地址，这些地址如果用二进制进行编号就是：0x00 00 00 00-0x 11 11 11 11（用二进制需要写32个0或1，这里用16进制表示），这些地址中，我们默认0x 00 00 00 00就是最低的地址，0x 11 11 11 11就是最高的地址。

有了上述概念后，那么a的数据在内存中的分别是怎样的？我们的系统到底是大端还是小端呢？下面编写代码进行验证。

这里需要注意：大端小端针对的是编译器，即同一台电脑，不同的编译器，得到的结果可能不同。（这里我们验证Visual Stdio是大端还是小端）

验证1：数据在内存中是怎么放的？

验思路，程序中查看a b内容的地址分布。

                       图1

                          图2

验证（2）：变量a的起始内存地址和变量b的最高位内存地址并不是连续的，程序中我们定义a和b是连续的，中间并没有穿插其它程序。有一种自欺欺人的解释是：我们的电脑同时可以干很多工作，a和b中间的内存是不是被其它未知程序给占用了？ 

验证这一点也很容易，我们定义三个变量(int a=0x11223344;  int b=0x01020304; int c=0x11223344;)，如果这三个变量之间间隔的内存空间大小是随机的（即a和b中间间隔m个字节，b和c中间间隔n个字节。如果m和n都是随机的，每次运行程序m和n的值都不一样，则说明a和b中间的内存是被其它未知程序给占用了）

       由左图可以看出，c与b之间间隔8个字节，a与b间隔8个字节。并且本人共测试5次，每次的结果都是一致的。所以程序中连续定义的变量在内存中的地址是存在联系的。但其规律并不好把控，如果a b c 都是整型，他们的间隔是8个字节。如果a还是int型，将b改为char型，c改为short型，那么a b间隔11个字节，b c间隔8个字节，并没有明显的规律性。  为了搞明白这个问题，我去百度。 百度的结果说：不要试图理解编译器的行为。（好吧！）

     数据在内存中的存储方式与编译器有关，那么研究相邻变量的地址关系是不是就没用了呢？  下面我将列举一个经典的例题。