從Go語言角度剖析關于計算機位的問題
前言
Hey,大家好呀,我是碼農,星期八!
最近在學習關于逆向的一些玩意,發現逆向不得不說都是些玩底層的玩意。
在學習的過程中,發現了一個其實在正向開發中也用的很多的底層知識點,就是位和字節。
比如一個數字a究竟是怎么存在內存中的。
一段代碼
本次就以Go語言舉例,Go語言是類C語言,一些底層還是很相近的!
代碼
- package main
- import (
- "fmt"
- "unsafe"
- )
- func main() {
- //定義一個 字符a
- var a = 'a'
- //定義一個 正 整數3
- var b uint8 = 3
- var c uint8 = 98
- fmt.Printf("值:%c,十進制:%d,類型:%T,二進制:%b,大小%v字節\n", a, a, a, a, unsafe.Sizeof(a)) // 4個字節
- fmt.Printf("值%d,十進制:%d,類型:%T,二進制%b,大小%v字節\n", b, b, b, b, unsafe.Sizeof(b)) //一個字節
- fmt.Printf("值%c,十進制,%d,類型:%T,二進制%b,大小%v字節\n", c, c, c, c,unsafe.Sizeof(c)) //一個字節
- }
執行結果
有幾個問題
我a變量命名時字符a,為什么十進制是97,二進制是1100001?
為什么變量c命名是98,卻能輸出b?
位和字節
要像理解上述問題,還是要理解本質問題。
我們的程序,終究是跑在內存中的。
而我們的內存條,大概是這樣。
內存條的本質,本質就是一個個的電子元件,終究只有兩種狀態,通電(1),沒通電(0)。
位
一個電子元件,就是一個位。
字節
而一個字節,等于8位,1字節=8位 。
一位,就是一個0或1,就是二進制,非0即1。
一個字節,就是8個0或1,就像這樣,00000000,如果看到不足8個0或1,將前面都補成0,補夠8位。
通常情況下,語言一般只操作到字節,很少操作到位。
為什么a是97
雖然上述我們知道了,一個位表示的就是一個通電或者沒通電的電子元件。
一個字節表示的是8個通電或者沒通電的電子元件的組合。
但是這樣并沒有解決實際問題啊,我想存一個10,在加上一個20,進行加法計算,咋辦???
所以這時候,就要有一個什么規定,哪個亮,或者哪個不亮,就表示是什么。
所以就有了ASCII這個規范,這個規范的最小單位是字節,也就是同時管理8個0或1。
比如說,第一個字節,就是前八位,如果說全部都是0,就表示的是十進制數字0。
8個二進制表示方式是00000000。
又規定,從末尾開始計算,如果末尾亮了,其他7個沒亮,表示十進制1。
00000001
等等等等,通過字節組織位,通過每8位不同的組合,表示不同的符號或者數字或者字母等。
具體二進制對應的符號或者數字:https://baike.baidu.com/item/ASCII/309296?fromtitle=ASCII%E7%BC%96%E7%A0%81&fromid=3712529&fr=aladdin
通過查詢ASCII可知。
字母a的二進制是0110 0001,十進制是97,表示的符號是a。
所以就和開頭對上咯!
為什么98能輸出b,還是因為ASCII,因為98代表的就是字母b,就是二進制0110 0010。
只不過是輸出方式不一樣。
目前的編碼方向
其實一個字節,8位,如果全部亮燈,就是11111111,他的十進制是255,理論來說是可以支持255個符號的。
對于英語的國家應該是湊合了,一個字母8位,一個字節,存一個hello就是5個字節,一共需要40位就足夠了。
但是現如今,計算機早已經成為一顆參天大樹,中國再用,小日本再用,棒子再用,各國的文字加起來早都不是255個那么簡單了。
所以衍生出像中國的GBK等一些編碼,各種編碼都是基于ASCII擴充的。
ASCII占一個字節,8位,那我GBK不夠啊,幾萬個漢字呢,那我占倆字節,16位,16個0或者1,應該湊合吧,再不行三個字節,24個0或1,三個字節十進制就已經到16777215了,上千萬了,足夠保存各國的符號和文字了。
但是GBK和其他編碼又不通用,所以現在又衍生出utf-8等編碼收錄各國的編碼。
目前utf-8是一個最好的編碼,基本已經支持所以計算機。
總結
本篇主要是理解計算機內存的本質,1字節=8位,1位=一個通電or沒通電的電子元件,通過不同的00101010表示不同的符號。
經過這么多年的發展,utf-8已經很成熟,目前趨勢很穩定。
