前回は，複数のデータに対して， メモリ空間内での相互の位置関係について学習した．
空間内のどの領域を（倉庫内のどの箱を）使うのか？
変数 int a の領域はココ， 変数 char b の領域はその隣， さらにその隣は空き領域で， 次は変数 double c， という感じだった．
今回は，個別のデータに対して， それぞれのメモリ領域内での記録形式を解剖しよう．
領域内のどのどこに（連続する複数個の箱のどれに） どのように（どんな順序・方向で）入れられるのか？
変数 int a の領域（4 byte）内の 1 byte 目は何？とか， 変数 double b の領域（8 byte = 64 bit）内の 1 bit 目は何？てな感じ．
なお，「メモリ空間」と「メモリ領域」の意味の微妙な違いに注意．
すでに知っている通り， char型のデータは，文字だけでなく整数を記録するためにも利用される． この char型の情報量（データサイズ）は 1 byte ＝ 8 bit なので， 28 ＝ 256 種類の整数 0x00 〜 0xFF（0 ～ 255）を取り扱える． さらに，charには２通りの使い方があり， それぞれ表現できる数値の範囲が異なる：
これまでにも使って来た整数値としての char型は， 実は，signed char 型だった． つまり，整数では，デフォルトで signed になる． 非負整数として使いたい場合に「unsigned」を明示せよ．
なお，符号を気にしなければならないのは，数値として使う場合だけだ． 文字としての char型の場合， 符号を気にする必要はない． 文字の場合，「signed」とか「unsigned」とか付けなくてよい．
そして，負の整数は， 補数表現によって正の整数としてメモリに記録される． つまり，1 byte の場合，負の数 −x を正の数 256 − x で表現する． たとえば，−1 の補数は 256 − 1 = 255 = 0xFF， −2 の補数は 256 − 2 = 254 = 0xFE となる． 次のプログラムを使って，このことを確かめてみよう．
ソース char.c：（char型の記録形式の確認）
#include <stdio.h>
int main(void)
{
signed char sc = 0xFF; // char sc = 0xFF; でも同じ
unsigned char uc = 0xFF;
printf(" signed char : %4d\n", sc);
printf("unsigned char : %4d\n", uc);
return (0);
}
このプログラムを実行すると， メモリに記録されているデータは， どちらも同じ 0xFF であるにも関わらず， signed char では −1， unsigned char では 255 のように， 型によって異なる値をとることがわかるハズだ． つまり，実体は同じであっても，表現が異なる．
次に，int型のデータは 4 byte の情報量を持ち， ４つの連続したアドレスのメモリ領域に記録される． つまり，int型のデータは，メモリ領域内では， ４文字分の文字列と同様の形式で記録されていることになる．
なお，ややこしいことに，int のサイズについては， 実は 4 byte と決まっているわけではない． 古い処理系では 2 byte だったり， 新しい処理系では 8 byte だったりするかもしれない． 現在の主流が 4 byte というだけ． （つまり正式には，4 という定数ではなく， sizeof(int) で調べて使うべきだが， この授業では 4 としておく．）
また，int 型にも char 型と同様に， signed（符号つき）と unsigned（符号なし）があり， signed がデフォルト．
ただし，領域内でのバイトオーダ（byte order；1 byte 毎の記録順序） には２通りの方式があり， CPU の種類によって異なる方式が採用されている：
ここで，「上位／下位」は桁の「大／小」， 「先頭／末尾」はアドレスの「小／大」を意味する．
ちなみに，Intel 社の Core や AMD 社の Athron 等はリトルエンディアンを， IBM 社の PowerPC（Apple の旧 Mac 用）や Cell（Sony の PS3 用）等は ビッグエンディアンを採用している．
具体例：整数 2567（10進数）＝00 00 0A 07（16進数）
自分が使っている PC のバイトオーダを 次のプログラムによって確かめてみよう．
ソース int.c：（int型の記録形式の確認）
#include <stdio.h>
int main(void)
{
int data = 0x1234ABCD;
// 0x12 が上位のバイト，0xCD が下位のバイト
unsigned char *p;
p = (unsigned char *)&data;
/* 変数 data（int 型）のアドレス &data（int * 型）を
文字列（バイト列，unsigned char * 型）のアドレスとみなす */
// 4 byte のまま表示
printf("%X\n", data);
// 1 byte ずつ表示
printf(" %02X", p[0]); // 先頭のバイト
printf(" %02X", p[1]);
printf(" %02X", p[2]);
printf(" %02X", p[3]); // 末尾のバイト
printf("\n");
return (0);
}
ポインタとキャストが出てきた． 忘れてしまった人は， 前期の該当部分を復習すること．
また，配列のメモリマップについても理解している必要がある．
なお，メモリ内に記録されているバイナリデータ （binary data，ビット列，バイト列）を 「生（なま，raw）」の状態で取り出すには， このプログラムのように， データを unsigned char型へキャストする必要がある． もし，この時に char（つまり signed char）型を使ってしまうと， 補数表現によってデータの値が変化してしまう場合があることに注意しよう．
実行結果より，その PC のバイトオーダは何だと判断できるか？
最後に，double 型のデータは，8 byte ＝ 64 bit の情報量をもち， 連続したメモリ領域に， IEEE 倍精度浮動小数点形式のビット列（２進数）として記録される．
IEEE 形式のビット列は次の手順によって生成される：
具体例：実数 -10.5
int.c を改造し，確認してみよう：
$ cp int.c double.c $ vim double.c
ソース double.c：（double型の記録形式の確認）
#include <stdio.h>
int main(void)
{
double data = -10.5;
unsigned char *p;
int i;
p = (unsigned char *)&data;
printf("%f\n", data);
for (i = 0; i < 8; i++) {
printf(" %02X", p[i]);
}
printf("\n");
return (0);
}
実行結果は上の具体例の通りだろうか？
さらに，特殊な実数データ 0.0，1.0/0.0，および 0.0/0.0 を data に代入した場合の実行結果についても調べてみよう．
なぜ，0.0 が特殊なデータなのか？ 普通じゃねーの？ いや，これは 1.F の形にならないので， IEEE 形式としては例外のデータということになる．
また，○/0.0 については，数学的に考察すればわかるハズだ． まさか，1/0＝0 だとか 0/0＝0 などと思ってはいないよな？
たとえば，1/0 = x と考えると，0*x = 1 だ． どんな数でもゼロ倍したら 0 になるハズなので， それが 1 になってしまうとは，x はふつうの数ではない． x の値は何だ？
0/0 についても同様に考えよう．
...
int main(void)
{
unsigned char data[4] = {0xCD, 0xAB, 0x34, 0x12};
unsigned int *p;
...
printf("%08X\n", *p);
...
}
$ ./int-2 ... 1234ABCD # リトルエンディアンの場合 # または CDAB3412 # ビッグエンディアンの場合
$ ./xbo 16進数 > 1234ABCD 12 34 AB CD # PCがリトルエンディアンの場合，ビッグエンディアン形式で表示 または CD AB 34 12 # PCがビッグエンディアンの場合，リトルエンディアン形式で表示
余裕のある人は，double.c の逆バージョンも作れるだろう．
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