（一）程序优化思路
- 算法：减少指令数，提高运行效率
- 缓存：改变数据的存储方式、读写速度
（二）存储的基本概念
- 存储单元
| 存储单元 | 描述 |
|---|---|
| 位 | 计算机存储的最小单位 |
| 字节 | 计算机常用的存储单位 |
| 字 | 开发者常用 |
思考1：一个字一定占4个字节吗？
不一定。由所使用的编译器决定，编译器的分配策略又是由cpu架构决定，cpu架构最终由指令集决定（采用的指令集决定了cpu架构的设计）
- 存储模式
| 存储模式 | 描述 |
|---|---|
| 大端模式 | 高地址存储低字节数据 低地址存储高字节数据 |
| 小端模式 | 高地址存储高字节数据 低地址存储低字节数据 |
思考2：什么是位序和字节序？
位序：一个字节里的各个位的存放顺序
字节序：两个或者两个以上字节数据中，一个字节的存放顺序
- 如何判断大端模式与小端模式（32位机）
方法1（常规）：
int val = 0x11223344;
char tmp;
tmp = val;
if (val == 0x11)
{
printf("Big Endian.\n\r");
}
else
{
printf("Little Endian.\n\r");
}方法2（联合）：
union value { //所有变量共享内存
int a;
char b;
}val;
val.a = 0x11223344;
if (val.a == 0x11)
{
printf("Big Endian.\n\r");
}
else
{
printf("Little Endian.\n\r");
}思考2：为什么会有大小端之分？
1 小端符合人的思维习惯
2 大端符合计算机运算逻辑。不需要考虑对应关系，按照字节把数据从左往右、由低到高的字节序进行读写
3 大端一般用在网络字节序和各种编解码中PS:嵌入式处理器的寄存器：MSB、LSB
- 数据的大小端转换（32位机）
#define swap_endian_u32(value) { \
(((value) & 0xff000000 >> 24) | ((value) & 0x00ff0000 >> 8) \
|((value) & 0x0000ff00 << 8) | ((value) & 0x000000ff << 24)) \
}
int main(void)
{
int v = 0x11223344;
//int value = swap_endian_u32(v) ;
int value = (((x) & 0xff) << 24) + (((x >> 8) & 0xff)<<16) +
(((x >> 16) & 0xff) << 8) + (((x >> 24) & 0xff));
printf("value = 0x%x\n", value);
return 0;
} （三）有符号数与无符号数
- 原码、反码和补码
1 计算机采用补码存储数据
2 无符号数的存储:原码、反码和补码相同
3 有符号数的存储:a 有符号数采用补码的形式存储
b 有符号数反码：最高位保持不变，其它位按位取反
c 有符号数补码：反码+1
•示例：+0
•原码：0000 0000
•示例：-0
•原码：1000 0000
•反码：1111 1111
•补码：10000 0000
- 计算机为什么要使用补码来存储数据？
1 解决0的编码问题
2 减法运算可以转换为加法，省去硬件的减法电路。CPU只要有全加器、求补电路即可
3 符号位也能参与运算，和其它位统一处理。有补码表示的数相加，最高位有进位时，则进位被舍弃
（四）数据溢出
无符号数的溢出：取模运算，继续“轮回”
unsigned char c = 255;
printf("c = %u\n",c);
c++;
printf("C = %u\n",c);有符号数的溢出：
不会触发异常：C语言的宽松性、不作类型安全性检查
会产生未定义行为
signed char c2 = 127;
printf("c2 = %d\n",c2);
c2++;
printf("c2 = %d\n",c2);//由编译器决定. gcc编译器对有符号数的数据溢出也是“轮回”- 如何防范整数溢出？
有符号数相加:两个正数相加小于0； 两个负数相加大于0
char a = 125;
char b = 30;
if((unsigned char)a+(unsigned char)b > SCHAR_MAX)
printf("data overflow!\n");
char c = a + b;
printf("%d\n",c);无符号数相加:两个数相加，和小于其中任何一个加数
unsigned char a = 255;
unsigned char b = 40;
unsigned char c;
c = a + b;
if(c < a || c < b)
printf("data overflow!\n");
printf("c = %u\n",c);（五）数据对齐
数据对齐原则:基本类型数据成员按自然边界对齐
为什么要数据对齐？–>CPU硬件限制不同硬件平台对存储空间的管理不同
为了简化CPU硬件设计，简化了地址访问
编译器会根据硬件平台选择合适的对齐方式
- 结构体对齐原则？
•结构体内各成员按各自自然对齐方式
•结构体整体对齐方式：按最大成员对齐或其整数倍 联合体对齐原则
•按最大成员大小分配空间
•联合体的对齐：各成员对齐字节数的最小公倍数显示指定对齐方式（两种方法）
（六）数据类型转换
- 为什么要类型转换
1 计算机CPU执行运算时的硬件要求
2 类型、大小、存储方式要相同 - 转换方式
1 隐式类型转换
2 强制类型转换 - 隐式类型转换
•算术、逻辑、赋值表达式中数据类型不同
•函数形参与实参类型不匹配
•函数返回值类型与函数类型不匹配 - 隐式类型转换
•低精度->高精度 有符号->无符号
•signed->unsigned
•char -> short -> int -> unsigned -> long -> double -> long double
•char -> short ->int ->long ->long long ->float ->double ->… - 强制类型转换
•char—int：值不变、存储格式发生变化
•int—char：截断
•signed—unsigned：值改变，存储格式不发生变化