史丹福大學開放課程：程式設計正規化學習筆記《二》
本課講述了c/c++關於int，float等資料的底層表示，以及賦值操作所進行的處理。本節內容比較簡單，應該屬於組成原理的基礎知識，各種碼的表示和底層實現，但是，講述還不錯，特別是為何要這樣形成補碼，比單純記憶強多了，這樣才理解了取反加1的原因，比當初上課的時候要理解深刻多了。
bool 1byte
char 1 byte
short 2 bytes
int 2-4 bytes
float 4bytes
double 8bytes
binary digit ==> bit
1byte = 8種bit的組合，即共有2的8次方這麼多種選擇。
每一位都有權值，對應的，2的0次方依次往上遞增。
short：2 bytes表示，共有2的16次方表示
但是並不是完全表示正數，最開始的符號位，1為負數，0為正數（實際上就是反碼的表示方法）
缺陷： +7 + （-7），最終得到的數值用反碼來表示的話不是0。
因此，計算機處理起來很麻煩，以備淘汰
更優的辦法是：補碼表示，取反加1.
為何？ 從計算機表示的角度出發，+7 加上什麼為0呢？ 接近0的數是，全部為1的（-1），然後加上1就可以溢位符號位，從而表示為0.
因此順理成章的，負數的表示就是，正數的基礎上，取反， 然後加1.
乙個例子：
char ch = 'a';
short s = ch;（不需要型別轉換）
cout << s結果是，65.
如何做的呢？計算機，just copy
bit pattern copy的形式，不管你的型別如何，直接進行拷貝，由於short比char多乙個字元，所以拷貝的前乙個byte直接用全0來複製。
現在，另外考慮乙個例子，截斷。
short s = 67;
char ch = s;
問題是，short比char 要多乙個byte，那麼賦值的話，是盡可能的接近嗎？
no，計算機不懂值得大小，只會單純的copy，因此，截斷後面的1byte賦值過去而已。
同樣的，講short賦值給int的時候也是這樣處理的，高位全部copy為0，地位直接copy。而int賦值給short的時候，就是單純的截斷處理而已。
現在的問題來了，如果是負數呢？
short s =-1;
int i = s;
這個時候，前面的高位位元組直接賦值為0的話，事實上數值的大小是變化的。因此計算機的做法是，拷貝符號位複製到高位。這樣正數，就是拷貝的0，所以高位全為0，而負數的話高位1，拷貝的話，高位全1.最終保證i的值仍然是-1.
接下來學習float的表示。
我們可以自定義一種解釋float的方法。權重依次降低，比如從2的31次方到2的0次方，變為2的29次方到2的-1次方，最開始的那一位表示為+/-符號位，這樣就可以表示一定的浮點數，同樣的，再次降低權重就可以表示更低的資料了。
但是，實際上計算機的表示不是這樣的
採用了一種很奇怪的表示方法，即符號位（1位） + exp位（8位） + 浮點部分（23位）。
符號位表示正負，exp為8位的正數表示，浮點數表示0.***xx（0到1之間的資料）
最終浮點的值是，2的（exp - 127）次方 乘以 1.***x表示。
最後兩個例子表示值拷貝的過程。
int i = 5;
float f = i;
輸出的結果是f仍然是5，why？ 因為不是bit copy，這裡是直接進行賦值，而型別不同，因此會先計算出來值得帶下，然後轉換一種型別表示出來。
也就是把5的int型別表示為float的型別，bit pattern是完全發生了變化的。
另外乙個例子。
int i = 37;
float f = *(float *) &i;
這種是把i的位址取出來，認為它表示的是float，因為（float *）的作用，然後解釋為float型別輸出它的值，注意的是，bit pattern並不會發生變化。
float f = 7.0;
short s = *(short *) &f;
由於是不同的型別，short只會擷取自己那麼大size的byte來進行翻譯，所以float型別儘管4bytes，但是認為是short型別的話，仍然擷取的是2bytes。
從而輸出short的值應該是乙個比較小的值。注意，bit pattern並不會改變，只是取出來位址而已。
總結的關鍵是：just copy bit pattern!
程式設計正規化 史丹福大學 學習筆記《三》
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《程式設計方法學》史丹福大學
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