汉扬编程 C语言入门 有趣的问题,C语言中的十六进制数字为什么以前缀0x开头呢?

有趣的问题,C语言中的十六进制数字为什么以前缀0x开头呢?

C语言允许程序员逐位操作变量,此时,最直观的数字表示方式自然是二进制。不过这样常常会让数字看起来“过长”,例如十进制的 255 使用二进制表示为 11111111,因此,在C语言程序开发中,为了程序员阅读代码的方便,需要逐位操作变量时,常常使用十六进制。0xFF 看起来可比 0b11111111 直观多了。

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在C语言中,为什么十六进制的数字前缀用 0x 呢?

有趣的问题,C语言中的十六进制数字为什么以前缀0x开头呢?

在C语言中,为什么十六进制的数字前缀用 0x 呢? 在C语言中,十六进制的数字常常以 0x 或者 0X 前缀开头,这是印在很多程序员骨子里的东西。一个有趣的问题是,为什么十六进制数字以 0x 开头呢?这样做有什么历史渊源或者特别的好处吗?

有趣的问题,C语言中的十六进制数字为什么以前缀0x开头呢?

联想一下:C语言中的八进制是以前缀“0”开头的,例如 04524 就表示一个八进制数字,它等于十进制的 2388。现在想象一下,怎样表示十六进制数字呢?能像汇编那样,在数字尾部添加后缀“h”吗?例如,80h 表示十六进制的 80(它等于十进制的 128)。

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不幸的是,十六进制数字还有 ABCDEF 字符,如果在某段C语言代码中,出现了字母开头的数字,例如 F0h,C语言编译器是将其解释为变量呢?还是数字呢?因此这样做并不是一个好的选择。

这样做并不是一个好的选择

类似的,还有将 h 放在数字前面,或者 x 放在数字前面表示十六进制,也会带来同样的问题。

事实上,早在上世纪 60 年代,最流行的编程数字系统是十进制和八进制,那个时候的机器中每字节的位数是不确定的,有的机器中每字节有 12 位,还有 24 位,36 位的,可以很好地被 3=log2(8)整除。

使用 0 前缀表示八进制数字

BCPL 语言使用符号 8 1234 表示八进制数字,后来 Ken Thompson 根据 BCPL 语言创立了 B 语言,他修改了这一表示方法——使用 0 前缀表示八进制数字,这样的改进带来了一系列好处:

对于编译器来说,整型常量总是可以由单个标记(token)组成。编译器仍然可以准确的识别出这是一个数字。编译器可以立即识别这是八进制数字。00005 和 05 是相等的。不需要使用特殊字符(例如1234表示)。 后来 Thompson 从 B 语言创立C语言时,保留了这一特性。后来发现十六进制数字用起来很方便,选择了 0x 作为十六进制数字的前缀。

小结 简单来说,十六进制的前缀 0x 或者 0X 中的 0 是用于告诉编译器这是一个数字,这有一点点历史渊源在里面,也有一些好处。而 x 则可以认为是任意选择的符号(hexcimal)了。

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C/C++编程笔记:C语言进制详解,二进制、八进制和十六进制

我们平时使用的数字都是由 0~9 共十个数字组成的,例如 1、9、10、297、952 等,一个数字最多能表示九,如果要表示十、十一、二十九、一百等,就需要多个数字组合起来。

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例如表示 5+8 的结果,一个数字不够,只能”进位“,用 13 来表示;这时”进一位“相当于十,”进两位“相当于二十。

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因为逢十进一(满十进一),也因为只有 0~9 共十个数字,所以叫做十进制(Decimalism)。十进制是在人类社会发展过程中自然形成的,它符合人们的思维习惯,例如人类有十根手指,也有十根脚趾。

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有趣的问题,C语言中的十六进制数字为什么以前缀0x开头呢?

进制也就是进位制。进行加法运算时逢X进一(满X进一),进行减法运算时借一当X,这就是X进制,这种进制也就包含X个数字,基数为X。十进制有 0~9 共10个数字,基数为10,在加减法运算中,逢十进一,借一当十。

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二进制我们不妨将思维拓展一下,既然可以用 0~9 共十个数字来表示数值,那么也可以用0、1两个数字来表示数值,这就是二进制(Binary)。例如,数字 0、1、10、111、100、1000001 都是有效的二进制。

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在计算机内部,数据都是以二进制的形式存储的,二进制是学习编程必须掌握的基础。本节我们先讲解二进制的概念,下节讲解数据在内存中的存储,让大家学以致用。

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二进制加减法和十进制加减法的思想是类似的:

有趣的问题,C语言中的十六进制数字为什么以前缀0x开头呢?

对于十进制,进行加法运算时逢十进一,进行减法运算时借一当十;

对于二进制,进行加法运算时逢二进一,进行减法运算时借一当二。

下面两张示意图详细演示了二进制加减法的运算过程。

1) 二进制加法:1+0=1、1+1=10、11+10=101、111+111=1110

图1:二进制加法示意图

2) 二进制减法:1-0=1、10-1=1、101-11=10、1100-111=101

图2:二进制减法示意图

八进制除了二进制,C语言还会使用到八进制。

八进制有 0~7 共8个数字,基数为8,加法运算时逢八进一,减法运算时借一当八。例如,数字 0、1、5、7、14、733、67001、25430 都是有效的八进制。

下面两张图详细演示了八进制加减法的运算过程。

1) 八进制加法:3+4=7、5+6=13、75+42=137、2427+567=3216

图3:八进制加法示意图

2) 八进制减法:6-4=2、52-27=23、307-141=146、7430-1451=5757

图4:八进制减法示意图

十六进制除了二进制和八进制,十六进制也经常使用,甚至比八进制还要频繁。

十六进制中,用A来表示10,B表示11,C表示12,D表示13,E表示14,F表示15,因此有 0~F 共16个数字,基数为16,加法运算时逢16进1,减法运算时借1当16。例如,数字 0、1、6、9、A、D、F、419、EA32、80A3、BC00 都是有效的十六进制。

注意,十六进制中的字母不区分大小写,ABCDEF 也可以写作 abcdef。

下面两张图详细演示了十六进制加减法的运算过程。

1) 十六进制加法:6+7=D、18+BA=D2、595+792=D27、2F87+F8A=3F11

图5:十六进制加法示意图

2) 十六进制减法:D-3=A、52-2F=23、E07-141=CC6、7CA0-1CB1=5FEF

图5:十六进制减法示意图

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