以下在 C 编程语言的上下文中是什么意思？

Question

来自 Jens Gustedt 的 Modern C，

计算机上的值表示可能在“文化上”因架构而异，或者由程序员赋予该值的类型决定。因此，如果我们想编写可移植的代码，我们应该尝试主要推理值而不是表示。

如果您已经有一些 C 语言和操作字节和位的经验，那么您将需要努力主动“忘记”您在本节的大部分内容中的知识。考虑计算机上值的具体表示会更加抑制你 比它有帮助。

要点 - C 程序主要推理值而不是它们的表示。

问题 1：作者在谈论什么样的价值观“表现形式”？我能否举一个例子，这个“表示”因架构而异，还有一个例子说明值的表示是如何由程序员赋予值的类型确定的？

问题 2：在 C 语言中指定数据类型的目的是什么，我的意思是这是语言的规则，但我听说编译器就是这样知道要为对象分配多少内存？这是唯一的用途，尽管很重要？我听说在 Python 中不需要指定数据类型。

Answer 1

作者在谈论什么样的价值观“表示”？

https://en.wikipedia.org/wiki/Two%27s_complement vs https://en.wikipedia.org/wiki/Ones%27_complement vs https://en.wikipedia.org/wiki/Offset_binary。一般https://en.wikipedia.org/wiki/Signed_number_representations.

还有大量的浮点数格式https://en.wikipedia.org/wiki/Floating-point_arithmetic#IEEE_754:_floating_point_in_modern_computers - IEEE 745、minifloat、bfloat16等。

能否举个例子，这个“表示”因架构而异

您的 PC 使用二进制补码 vs https://superuser.com/questions/1137182/is-there-any-existing-cpu-implementation-which-uses-ones-complement。

啊——当然，最值得注意的是https://en.wikipedia.org/wiki/Endianness。

还有一个例子，说明值的表示是如何由程序员赋予值的类型决定的？

(float)1 在 IEEE 745 中表示为 0b00111111100000000000000000000000 https://www.h-schmidt.net/FloatConverter/IEEE754.html 。

(unsigned)1 与 32 位 int 表示为 0b00.....0001。

在C语言中指定数据类型的目的是什么，

有效地使用计算机资源。保留 2 GB 来存储 8 位数据是没有意义的。类型决定了变量中可以“包含”的值的范围。您将允许值的“上限/下限”传达给编译器，编译器会生成漂亮且快速的代码。 （还有ADA，您可以在其中指定类型的范围，例如type Day_type is range 1 .. 31;）。

程序是使用https://en.wikipedia.org/wiki/Harvard_architecture 编写的。块范围内的变量放在堆栈 https://en.wikipedia.org/wiki/Stack_(abstract_data_type)#Hardware_stack 上。这个想法是您必须提前知道要从堆栈中保留多少字节。类型就是这样交流的。

听说过编译器就是这样知道分配给对象的内存量吗？

Type 向编译器传达要为对象分配多少内存，但它也传达值的范围，表示形式（float 与 _Float32 可能相似，但有所不同）。两个int 的溢出加法无效，两个unsigned 的溢出加法很好并环绕。有区别。

这是唯一的用途，尽管很重要？

类型最重要的用途是清楚地将代码的用途传达给其他开发人员。

char character;
int numerical_variable;
uint_least8_t variable_with_8_bits_that_is_optimized_for_size;
uint_fast8_t variable_with_8_bits_that_is_optimized_for_speed;
wchar_t wide_character;
FILE *this_is_a_file;

我听说在 Python 中不需要指定数据类型。

这实际上是静态类型编程语言和动态类型编程语言之间的区别。 https://en.wikipedia.org/wiki/Type_system#Type_checking