20155212 ch02 课下作业
T1
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题目
参考附图代码，编写一个程序 “week0601学号.c",判断一下你的电脑是大端还是小端
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相关知识
- 小端法：最低有效字节在最前面
- 大端法：最高字节在最前面
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思路
- 将参数的指针强制类型转换为
unsigned char *代码利用强制转换类型告诉机器，程序应该把这个指针看成指向一个字节序列，而不是指向一个原始数据类型的对象。然后这个指针会被看成是对象使用的最低字节地址。
- 将参数的指针强制类型转换为
代码
#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));20155212 ch02 课下作业
}
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);
}
void main() {
int val;
scanf("%d", &val);
test_show_bytes(val);
}
运行结果
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结果分析
参数12345的十六进制表示应该是0x00003039，但是实际显示最低有效字节0x39最先输出，说明这是小端机器。
T2
- 题目
- 调用附图代码，编写一个程序 “week0602学号.c",用show_int(), show_float()打印一下你的4位学号，参考教材P33打印出匹配的位序列
- 参考教材p82,给出出匹配的位序列的推导过程
- 调用附图代码，编写一个程序 “week0602学号.c",用show_int(), show_float()打印一下你的4位学号，参考教材P33打印出匹配的位序列
- 相关知识
- 如何输出位序列。（代码如下）
int i, j;
for(i=0; i<11; i++)
printf(" ");
for(i=0; i<len; i++){
for(j=0; j<8; j++){
printf("%d", (start[i]>>j) & 0x1);
}
}
printf("\n");
- IEEE浮点表示
- 代码
#include <stdio.h>
#include <stdlib.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) {
size_t len=sizeof(int);
show_bytes((byte_pointer) &x, len);
byte_pointer start=(byte_pointer) &x;
int i, j;
for(i=0; i<11; i++)
printf(" ");
for(i=0; i<len; i++){
for(j=0; j<8; j++){
printf("%d", (start[i]>>j) & 0x1);
}
}
printf("\n");
}
void show_float(float x) {
size_t len=sizeof(float);
show_bytes((byte_pointer) &x, len);
byte_pointer start=(byte_pointer) &x;
int i, j;
for(i=0; i<len; i++){
for(j=0; j<8; j++){
printf("%d", (start[i]>>j) & 0x1);
}
}
printf("\n");
}
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);
int i;
for(i=0;i<11;i++){
printf(" ");
}
for(i=0;i<13;i++)
printf("*");
printf("\n");
show_float(fval);
}
void main() {
int val;
scanf("%d", &val);
test_show_bytes(val);
}
运行结果
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推导
5212具有二进制表示[1010001011100]，将二进制小数点左移13位，得到规格化表示1.010001011100 x 2^13。为了用IEEE单精度形式编码，舍弃开头的1，并在末尾增加10个0，来构造小数字段，得到二进制表示[10100010111000000000000]。为了构造阶码字段，用13加上偏置量127，得到140，其二进制表示为[10001100],加上符号位0，即可得到二进制的浮点表示[01000101101000101110000000000000]。
T3
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题目
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编写一个程序 “week0603学号.c",运行下面代码：
1 short int v = -学号后四位
2 unsigned short uv = (unsigned short) v
3 printf("v = %d, uv = %u\n "， v, uv); 在第三行设置断点用gdb调试，用p /x v; p /x uv 查看变量的值，提交调试结果截图，要全屏，要包含自己的学号信息
分析p /x v; p /x uv 与程序运行结果的不同和联系
-
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相关知识
- 有符号和无符号数之间的转换
- C语言允许在各种不同的数字数据类型之间做强制类型转换。
- 强制类型转换的结果保持位值不变，只是改变了解释这些位的方式。
- gdb调试
- b (line number)：设置行断点
- run：运行
- p：print
- /x：十六进制
- 有符号和无符号数之间的转换
代码
#include<stdio.h>
void main(){
short int v = -5212;
unsigned short uv = (unsigned short) v;
printf("v = %d, uv = %u\n ", v, uv);
}
运行结果
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分析
数值可能会改变，但是位模式不变
P97 2.96
- 题目
- 相关知识
- IEEE浮点表示 - 代码
#include <stdio.h>
typedef unsigned float_bits;
int float_f2i(float_bits f){
unsigned sign, exp, frac, last_bit;
int i;
sign = f >> 31;
exp = (f >> 23) & 0xff;
frac = f & 0x7fffff;
if (exp == 158 && frac == 0 && sign == 1)
i = 0x80000000;
else if (exp > 157 || exp == 0xff)
i = 0x80000000;
else if (exp < 126)
i = 0;
else{
exp -= 127;
frac |= 0x800000;
if (exp > 23){
exp -= 23;
frac <<= exp;
}else if (exp < 23){
exp = 23 - exp;
frac >>= exp;
}
if (sign == 1)
i = (~frac) + 1;
else
i = frac;
}
return i;
}
void main(){
float f;
unsigned i;
int j, k;
for (i = 0x3fbfff70U; i <= 0xffffffffU; i++)
{
f = *(float *)&i;
j = (int)f;
k = float_f2i(i);
printf("原值：%f \t 机器运算：%d \t 函数运算：%d\n", f, j, k);
}
}
- 运行结果
P97 2.97
- 题目
- 代码
#include <stdio.h>
typedef unsigned float_bits;
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("\t");
}
float_bits float_i2f(int x) {
unsigned shiftLeft=0;
unsigned afterShift, tmp, flag;
unsigned absX=x;
unsigned sign=0;
if (x==0)
return 0;
if (x<0){
sign=0x80000000;
absX=-x;
}
afterShift=absX;
while (1){
tmp=afterShift;
afterShift<<=1;
shiftLeft++;
if (tmp & 0x80000000)
break;
}
if ((afterShift & 0x01ff)>0x0100)
flag=1;
else if ((afterShift & 0x03ff)==0x0300)
flag=1;
else
flag=0;
return sign+(afterShift>>9)+((159-shiftLeft)<<23)+flag;
}
void main(){
int x;
unsigned i,k;
float j;
for (i = 0x3fbfff70U; i <= 0xffffffffU; i++){
x = *(int *)&i;
printf("原值：");
show_bytes((byte_pointer) &x, sizeof(int));
j=(float)i;
printf("机器运算：");
show_bytes((byte_pointer) &j, sizeof(float));
k=float_i2f(i);
printf("函数运算：");
show_bytes((byte_pointer) &k, sizeof(unsigned));
printf("\n");
}
}
- 运行结果