第二节 数据存储与变量
2.1 变量的声明与定义
1. 如程序清单2. 1所示会不会报错?为什么?如果不会报错，又是输出什么结果?
程序清单2. 1 变量的声明与定义
#include
static int a ;
static int b[] ;
int main( int argc , char *argv[] )
{
printf( "%d %d \n" , a , b[0] ) ;
return 0 ;
}
static int a = 8 ;
static int b[4] ;
这个程序是不会报错的，并且连警告都不会出现。输出的结果是：8 0
static int a ,这句程序是声明全局变量a;static int b[],这句程序是声明全局数组变量b,并且是不完全声明，也就是可以省略数组下标。static int a = 8,这里才是定义全局变量a,static int b[4],这里是定义全局变量b。
2.2 局部变量与全局变量的较量
1. 请问如程序清单2. 2所示输出什么?
程序清单2. 2 局部变量与全局变量
#include
static int a = 8 ;
int main( int argc , char *argv[] )
{
int a = 4 ;
printf( "%d \n" , a ) ;
return 0 ;
}
C语言规定，局部变量在自己的可见范围内会“挡住”同名的全局变量，让同名的全局变量临时不可见。即在局部变量的可见范围内不能访问同名的全局变量。因此本程序输出为：4。
2.3 char、int、float、double的数据存储
1. 请问如程序清单2. 3所示，i和j输出什么?
程序清单2. 3 数据存储
float i = 3 ;
int j = *(int*)(&i) ;
printf( "i = %f \n" , i ) ;
printf( "j = %#x \n" , j ) ;
i是毋庸置疑是：3.000000。但是j呢?3.000000?答案是否定的，j是输出：0x4040 0000。有人会问了，难道j是随机输出?瞎说，j输出0x4040 0000是有依据，是一个定值!
由于i是float数据类型，而j是int数据类型。理论上说，j是取了i的地址然后再去地址，应该得到的就是i的值：3。但是问题的关键就是float数据类型的存储方式和int数据类型不一样，float是占用4个字节(32位)，但是float存储是使用科学计数法存储，最高位是存储数符(负数的数符是0，正数的数符是1);接下来8位是存储阶码;剩下的23位是存储尾数。上面i=3.000000，那么3.000000(10进制) = 11(2进制) = (二进制)。数据在电脑中存储都是二进制，这个应该都没有疑问。那么这里的数符为：0 ，阶码为：E – 127 = 1 ，那么阶码为：E = 128 即为：1000 0000 (2进制) ，尾数为：100 0000 0000 0000 0000 0000 。那么存储形式就是：0100 0000 0100 0000 0000 0000 0000 0000。这个数据转换成16进制就是0x4040 0000。
图2. 1 数据存储方式
char、int、float、double的存储方式如图2. 1所示。
提问：如果i = -3.5 的话，请问j输出多少?
i = -3.500000
j = 0xc0600000
这个希望读者自行分析。
再问：如果如程序清单2. 4所示。
程序清单2. 4 数据存储
double i = 3 ;
int j = *(int*)(&i) ;
printf( "i = %lf \n" , i ) ;
printf( "j = %#x \n" , j ) ;
这样的话，j又输出多少呢?
提示：double( 8个字节(64位) )的存储方式是：最高位存储数符，接下来11位存储阶码，剩下52位存储尾数。
是不是得不到你想要的结果?double是8个字节，int是4个字节。一定别忘记了这个。用这个方法也同时可以验证大小端模式!
2.4 容易忽略char的范围
1. 如程序清单2. 5所示，假设&b=0x12ff54，请问三个输出分别为多少?
程序清单2. 5 char的范围
unsigned int b = 0x12ff60 ;
printf("( (int)(&b)+1 ) = %#x \n" , ( (int)(&b)+1 ) ) ;
printf("*( (int*)( (int)(&b)+1 ) ) = %#x \n" , *( (int*)( (int)(&b)+1 ) ) ) ;
printf("*( (char*)( (int)(&b)+1 ) ) = %#x \n" , *( (char*)( (int)(&b)+1 ) ) ) ;
很显然，&b是取无符号整型b变量的地址，那么(int)(&b)是强制转换为整型变量，那么加1即为0x12ff54+1=0x12ff55。所以( (int)(&b)+1 )是0x12ff55。
图2. 3 指针加1取字符型数据
由于( (int)(&b)+1 )是整型数据类型，通过(int *)( (int)(&b)+1 )转化为了整型指针类型，说明要占4个字节，即为：0x12ff55、0x12ff56、0x12ff57、0x12ff58，再去地址*( (int *)( (int) (&b)+1 ) )得到存储在这4个字节中的数据。但是很遗憾，0x12ff58我们并不知道存储的是什么，所以我们只能写出0x**0012ff。**表示存储在0x12ff58中的数据。如图2. 2所示。
图2. 2 指针加1取整型数据
以此类推，*( (char *)( (int) (&b)+1 ) ) = 0xff。如图2. 3所示。
但是，*( (char *)( (int) (&b)+1 ) )输出的却是：0xff ff ff ff !
问题出现了，为什么*( (char *)( (int) (&b)+1 ) )不是0xff，而是0xff ff ff ff?char型数据应该占用1个字节，为什么会输出0xff ff ff ff?
使用%d输出，
printf("*( (char*)( (int)(&b)+1 ) ) = %d \n" , *( (char*)( (int)(&b)+1 ) ) ) ;
结果为-1???
问题出在signed char 的范围是：-128~127，这样肯定无法储存0xff，出现溢出。所以将
printf("*( (char*)( (int)(&b)+1 ) ) = %#x \n" , *( (char*)( (int)(&b)+1 ) ) ) ;
改成
printf("*( (unsigned char*)( (int)(&b)+1 ) ) = %#x \n" ,
*( (unsigned char*)( (int)(&b)+1 ) ) ) ;
就可以输出0xff，因为unsigned char 的范围是：0~255(0xff)。
