【C语言】数据在内存中的储存

目录

一 数据类型

          1 数据类型介绍

          2 类型的基本归类

a 整形家族

b 浮点数家族

c 自定义类型（构造类型）

d 指针类型

e 空类型

二 整形在数据中的储存

 1 原码 反码 补码

 2 大小端介绍

a 大小端规则

b 设计一个小程序来判断当前机器的字节序

 3 对有符号和无符号整数的理解

 4 练习

a. 例1

b. 例2

c. 例3

d. 例4

e. 例5

f. 例6

g. 例7

三 浮点数在数据中的储存

1 什么是浮点数？

2 浮点数在内存中的储存的一个例子

3 浮点数在计算机内部的表示方法

4 解释之前的例子

首先我们了解一下数据类型

char        //字符数据类型 1个字节 short       //短整型      2个字节 int         //整形        4个字节 long        //长整型      4\8个字节  /*C语言规定 long的字节只要sizeof(long）> = sizeof(int) 就好了 所以4 或者 8*/ long long   //更长的整形   8个字节 float       //单精度浮点数  4个字节 double      //双精度浮点数  8个字节

C语言可没有明确规定字符串类型 字符串可以用字符数组表示

类型的意义： 1. 使用这个类型开辟内存空间的大小（大小决定了使用范围）。 2. 如何看待内存空间的视角

char// 字符储存的时候 储存的是ASCII码值 是整形 所以归类的时候放在整形数组   unsigned char   signed charshort   unsigned short[int]   signed short[int]int   unsigned int   signed intlong   unsigned long[int]   signed long [int] 

float double

> 数组类型 元素类型不一样 数组类型也不一样 > 结构体类型 struct  > 枚举类型 enum  > 联合类型 union

int *pi;  char *pc;  float* pf;  void* pv;

void 表示空类型（无类型）  通常应用于函数的返回类型、函数的参数、指针类型

一个变量的创建是要在内存中开辟空间的 空间的大小是根据不同的类型而决定的

比如 int a = 20  int b = -10  作为整形 他们是怎么储存的？

原码、反码、补码 计算机中的有符号数有三种表示方法，即原码、反码和补码。 三种表示方法均有符号位和数值位两部分，符号位都是用0表示“正”，用1表示“负”，而数值位 三种表示方法各不相同。 原码 直接将二进制按照正负数的形式翻译成二进制就可以。

反码 将原码的符号位不变，其他位依次按位取反就可以得到了    补码 反码 + 1就得到补码。    正数的原、反、补码都相同    对于整形来说：数据存放内存中其实存放的是补码 为什么呢？ 在计算机系统中，数值一律用补码来表示和存储。原因在于，使用补码，可以将符号位和数值域统一处理； 同 时，加法和减法也可以统一处理（CPU只有加法器）此外，补码与原码相互转换，其运算过程是相同的，不需 要额外的硬件电路

如果你不理解或者不知道怎么用原码 反码 补码 可以去我之前写的一篇博客看看(3条消息) C语言—移位操作符，原码，反码，补码，二进制移动_Watermelon Y的博客-CSDN博客

int main() {        int num  = 10;//创建一个整型变量，叫num，这时num向内存申请4个字节来存放数据        //4个字节-32比特位        //00000000000000000000000000001010-原码        //00000000000000000000000000001010-反码        //00000000000000000000000000001010-补码

       int num2 = -10;//        //10000000000000000000000000001010 - 原码        //11111111111111111111111111110101 - 反码  符号位不变 其他按位取反        //11111111111111111111111111110110 - 补码  反码加1        //

       return 0; }  

什么大端小端： 大端（存储）模式，是指数据的低位保存在内存的高地址中，而数据的高位，保存在内存的低地址中；  小端（存储）模式，是指数据的低位保存在内存的低地址中，而数据的高位,，保存在内存的高地址中

例如一个 16bit 的 short 型 x ，在内存中的地址为 0x0010 ， x 的值为 0x1122 ，那么 0x11 为高字节， 0x22 为低字节。对于大端模式，就将 0x11 放在低地址中，即 0x0010 中， 0x22 放在高地址中，即 0x0011 中。小 端模式，刚好相反。我们常用的 X86 结构是小端模式

这是小端机器  根据内存地址的显示 可以证明 低位放低地址 高位放高地址 所以我们看到是倒着储存的

 取地址的时候是从低地址开始取的

//输出什么？ #include int main() {     char a = -1;     signed char b = -1;     unsigned char c = -1;     printf("a=%d,b=%d,c=%d", a, b, c);     return 0; }

对整形提升不懂的 可以去我博客 (3条消息) 表达式求值中的隐式类型转换和算术转换_Watermelon Y的博客-CSDN博客 

//输出什么？ #include   int main() {        char a = -128;        printf("%u\n", a);        return 0; }  

//输出什么 #include   int main() {        char a = 128;        printf("%u\n", a);        return 0; }

//输出什么？ int main() {     int i = -20;     unsigned int j = 10;     printf("%d\n", i + j); }

//输出什么？ #include int main() {        unsigned int i;        for (i = 9; i >= 0; i--)        {               printf("%u\n", i);        } }

//输出什么  #include int main() {        char a[1000];        int i;        for (i = 0; i < 1000; i++)        {               a[ i ] = -1 - i;        }        printf("%d", strlen(a));        return 0; }

输出：255  

//输出什么？ #include   unsigned char i = 0; int main() {        for (i = 0; i 就是 1.0*10^10 123.45  --> 也可以表示为 12.345*10^1  1.2345*10^2 像这些小数点可以浮动的数就是浮点数 类型： float        double         long double 浮点数类型表示范围：float.h 中定义

我们可以发现 整形和浮点数在内存中的储存方式是有差异的

num 和 *pFloat 在内存中明明是同一个数，为什么浮点数和整数的解读结果会差别这么大？

要理解这个结果，一定 要搞懂浮点数在计算机内部的表示方法。

根据国际标准IEEE（电气和电子工程协会） 754， 任意一个二进制浮点数V可以表示成下面的形式： (-1)^S * M * 2^E (-1)^s表示符号位，当s=0，V为正数；当s=1，V为负数。  M表示有效数字，大于等于1，小于2。  2^E表示指数位。    举个例子：   比如一个十进制的数 5.5 换算成二进制 就是 101.1   那101.1 写成科学计数法 就是 1.011*2^2   s = 0   M = 1.011   E = 2   浮点数5.5在内存中的储存的形式就是  V = (-1)^0 * 1.011 * 2^2    十进制的5.0，写成二进制是 101.0 ，相当于 1.01×2^2 。 那么，按照上面V的格式，可以得出s=0， M=1.01，E=2。  十进制的-5.0，写成二进制是 -101.0 ，相当于 -1.01×2^2 。那么，s=1，M=1.01，E=2

那 0.5呢？ 0，5 二进制表示为 0.1  科学计数法 1.0 * 2^（-1） V = (-1)^0 * 1.0 * 2^（-1）

对于32位的浮点数（float 类型， 4个字节， 32个比特位），最高的1位是符号位s，接着的8位是指数E，剩下的23位为有效数字M

对于64位的浮点数（double 类型， 8个字节， 64个比特位），最高的1位是符号位S，接着的11位是指数E，剩下的52位为有效数字M

IEEE 754对有效数字M和指数E，还有一些特别规定。 前面说过， 1≤M