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1. 进制间两个转化技巧

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2. int32_t 和 int64_t

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3. 多种形式的声明

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4. C 语言数据类型分配字节数

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5. 大端和小端

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6. 不同程序对象的字节表示

#include <stdio.h>  

typedef unsigned char *byte_pointer;

void show_bytes(byte_pointer start, size_t len){
    size_t i;
    for(i=0;i<len;i++)
        printf(" %.2x",start[i]);
    printf("\n");
}

void show_int(int x){
    show_bytes((byte_pointer) &x, sizeof(int));
}

void show_float(float x){
    show_bytes((byte_pointer) &x, sizeof(float));
}

void show_pointer(void *x){
    show_bytes((byte_pointer) &x, sizeof(void *));
}

void test_show_bytes(int val){
    int ival = val;
    float fval = (float) ival;
    int *pval = &ival;
    show_int(ival);
    show_float(fval);
    show_pointer(pval);
}

int main(void){
    int a = 10;
    test_show_bytes(a);
    return 0;  
}

运行结果如下：

swd1@user-HP-ProDesk-600-G1-TWR:/local/work/test/C$ gcc test.c
swd1@user-HP-ProDesk-600-G1-TWR:/local/work/test/C$ ./a.out 
 0a 00 00 00
 00 00 20 41
 40 cb 10 b2 ff 7f 00 00
swd1@user-HP-ProDesk-600-G1-TWR:/local/work/test/C$ 

从以上结果可以得出两个结论：

1. Linux 64 位操作系统使用的是小端法存储。
2. Linux 64 位操作系统的 int 和 float 类型占 4 个字节，指针类型占 8 个字节。

7. 生成一张 ASCII 表

通过命令 man ascii 生成一张 ASCII 表。

8. 字符串表示

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9. 布尔环 a^a = 0

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10. 位向量表示有限集合

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• 位向量就是固定长度为 ω，由 0 和1 组成的串。
• a = [011010101]，从右往左数，从 0 开始，第 i 位的数字是 1，则 i 为集合的元素。
• 这种位向量表示的集合，布尔运算 | 和 & 分别对应集合的并和交，而 ~ 对应与集合的补。

11. 交换两个变量的值

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两个练习题的答案如下：

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函数 inplace_swap(int *x, int *y) 隐含要求 x 和 y 指向不同的地址，可以对此函数进行如下修改：

void inplace_swap(int *x, int *y){
    if(x != y){
        *y = *x ^ *y;
        *x = *x ^ *y;
        *y = *x ^ *y;
    }
}

12. 位运算两个有趣的问题和一些结论

首先上一张布尔代数运算的图。

P71.png

然后再来看看下面两个有趣的问题（练习题 2.12 和 2.13）：

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思考过这个两个问题后，我们来看看答案：

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我们会发现几个有趣的结论：

1. 基础结论：

• 0 & 0 = 0; 1 & 0 = 0; 即任意位和 0 与为 0。
• 0 & 1 = 0; 1 & 1 = 1; 即任意位和 1 与为其本身。
• 0 | 1 = 1; 1 | 1 = 1; 即任意位和 1 或为 1。
• 0 | 0 = 0; 1 | 0 = 1; 即任意位和 0 或为其本身。
• 0 ^ 0 = 0; 1 ^ 0 = 1; 即任意位和 0 异或为其本身。
• 0 ^ 1 = 1; 1 ^ 1 = 0; 即任意位和 1 异或为其取反。

2. 练习题 2.12 的带来的思考：

• 如果想要字节位为 0，可以考虑 & 0。
• 如果想要字节位为 1，可以考虑 | 1。
• 如果想要字节位取反，可以考虑 ^ 1。
• 如果想要字节位保持不变，可以考虑 & 1、| 0、^ 0。

3. 练习题 2.13 带来的思考：
   通过文氏图证明 x ^ y = (x & ~y) | (~x & y) 如下：

• x ^ y 用文氏图表示如下：

  
  x^y.png

• ~x 用文氏图表示如下：

  
  ~x.png

• (~x & y) 用文氏图表示如下：

  
  ~x & y.png
• 同理，(x & ~y) 的文氏图为左半边，(x & ~y) | (~x & y) 的文氏图与 x ^ y 的文氏图相同。

13. C 语言的逻辑运算

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• 逻辑运算中非零的参赛都表示 TRUE，参数 0 表示 FALSE。
• 逻辑运算返回 1 或者 0，1 表示 TRUE，0 表示 FALSE。
• 如果第一个参数的值可以确定整个表达式的值，那么不会计算第二个参数的值。

14. 易混淆 ~ 和 ！

x = 0x66, y = 0x39.
求 x & !y 和 x && ~y 的值。

上述问题中，需要注意 ！ 是逻辑运算中的非，~ 是位运算中的取反。

x & !y = 0x00, x && ~y = 0x01.

15. 移位运算

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• 逻辑右移和算术右移

  • 逻辑右移：在左端补 k 个 0。
  • 算术右移：在左端补 k 个最高有效位的值。

• 几乎所有编译器 / 机器组合都对有符号数使用算术右移，对于无符号数，必须使用逻辑右移。

• Java 中 >> 表示算法右移，>>> 表示逻辑右移。

• 当移动的位 k 大于 w 时，实际位移量通过计算 k mod w 得到。