深度剖析数据在内存中的存储（一）

本章重点

1.数据类型详细介绍
2.整形在内存中的存储：原码、反码、补码
3.大小端字节介绍及判断
4.练习

数据类型详细介绍

数据类型介绍

基本的内置类型：
char //字符数据类型
short //短整型
int //整形
long //长整型
long long //更长的整形
float //单精度浮点型
double //双精度浮点型
类型的意义：
1.使用这个类型开辟内存空间的大小（大小决定了使用的范围）
2.如何看待内存空间的视角

类型的基本归类

整形家族

表示范围：limits.h
char
unsigned char
signed char
short
unsigned short
signed short
int
unsigned int
signed int
long
unsigned long
signed long
注意：char类型存储的是ASCII值因此归为整形

浮点数家族

表示范围：float.h
float
double

构造类型

数组类型

#include
int main()
{
     
	int arr[10];  // int [10]  这就是一种类型
	int arr2[5];   //int [5]     另一种类型
	return 0;
}

结构体类型 struct
枚举类型 enum
联合类型 union

指针类型

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

空类型

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

整形在内存中的存储

数据在内存中以2进制的形式存储
对于整数来说
整数的二进制有三种表示形式：原码、反码、补码
正整数：原码、反码、补码相同
负整数：原码、反码、补码不同，补码要进行计算的
三种表示方法均有三种符号位和数值为两部分，符号位都是用0表示的正，用1表示负，而数值位三种表示方法个不相同
按照数据的数值直接写出的二进制序列就是原码
原码的符号位不变，其他位按位取反，得到的就是反码
反码+1，得到的就是补码

整数在内存中存储的是补码
为什么不是原码呢？！

在计算机中，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（即取反，在+1），不需要额外的硬件电路。

大小端介绍

引例

发现在当前编译器底下，这些补码都是倒着存储的

什么是大端小端

大端（存储）模式（大端字节序），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（小端字节序），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。

练习

请简述大端字节序和小端字节序的概念，设计一个小程序来判断当前机器的字节序。
第一问如上（定义）

优化：

int check_sys()
{
     
	int a = 1;
	return *(char*)&a;//返回1表示小段，返回0表示大段
}
int main()
{
     
	int ret = check_sys();
	if (ret == 1)
	{
     
		printf("小端\n");
	}
	else
	{
     
		printf("大端\n");
	}
	return 0;
}

练习

题目

//输出的是什么
#include
int main()
{
     
	char a = -1;
	signed char b = -1;
	unsigned char c = -1;
	printf("a=%d\nb=%d\nc=%d\n", a, b, c);
	return 0;
}

结果

解析

2.
题目

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

结果

解析

3.`
题目

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

结果

解析

4.
题目

#include
int main()
{
     
	int i = -20;
	unsigned int j = 10;
	printf("%d\n", i + j);
	return 0;
}

结果

解析

5.
题目

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

结果

死循环
解析
因为当i为负数时会将i转化为较大的正整数（因为i为unsigned int类型）

题目

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

结果

解析

补充

7.
题目

#include
unsigned char i=0;
int main()
{
     
	
	for (i = 0;i <=255;i++)
	{
     
		printf("hello world\n");
	}
	return 0;
}

结果

死循环
解析

当i=256（i最大为255）是会把i转化为0（i为unsigned char类型）从而进行死循环。

待续…