【C语言进阶】1. 数据的存储

1.数据类型的介绍

long 长整型 4/8个字节
在C语言的定义中只规定了sizeof（long）>=sizeof(int)
在32位平台long为4个字节，在64位平台int为8个字节
类型的意义
1.使用这个类型所开辟的内存空间
2.如何看待内存空间的视角
int/float类型都是4个字节但是内存布局不一样

1.1数据类型的划分

char 到底是signed char 还是unsigned char 标准是未定义的，取决于编译器。
short、int、long、long long这些都是signed 类型（有符号类型）
有无符号的区别：
有符号，符号位0表示是正数，符号位1表示是负数。
无符号，第一位也是数值位为1表示2^31。


int [ 5 ] /int [ 8 ] …都是不同类型

2.整型在内存中的存储

一个变量的创建是需要在内存中开辟空间的，空间的大小是根据不同类型来决定的。

2.1 原码、反码、补码

0b表示二进制 0表示八进制 0x表示16进制


数据在内存中存储是以二进制的形式，这些0x只是为了方便在内存窗口观察
整数在内存中的存储是补码的形式


如果计算机以原码的形式存储 -1+1计算结果为-2，明显不正确 而以补码的形式存储计算结果就是0
补码与原码的相互转换，其运算过程是相同的
原码得到补码取反加1；补码得到原码取反加1；

2.2 大小端的介绍

数据在内存中的存储形式可以是五花八门的，只要能从内存中取出数据即可，但是奇奇怪怪的方式并不适合计算机取出数据，于是就保留下来两种方式大端存储，小端存储

这里的11 22 33 44只是为了方便表示，实际上数据在内存中还是以二进制进行存储

通过代码来判断计算机是大端字节序还是小端字节序

小端：0x 01 00 00 00 大端：0x 00 00 00 01
取出a的地址 int 类型 一次访问四个字节，进行强制类型转换 char* 取出的是第一个字节的地址再解引用判断大端小端
不管是浮点型还是整型只要是有多个字节的，就存在大小端字节序

signed char -127~128(10000000不用计算原反补，直接当做-128）
unsigned char 0~255

2.3 练习

1.

打印出来的是-1，-1，255
-1在内存中存储形式为补码：11111111111111111111111111111111
将-1放入char中会发生截断（截断都发生在存储过程）
a，b中存放的就是：11111111（补码形式）
又要将a，b以%d的形式打印出来发生整型提升
a,b都是有符号类型（符号位为1）全补1
11111111111111111111111111111111（补码）
转换成原码就是-1
c中同样存放的是11111111 发生整形提升，c是unsigned 所以全补0
认为其是正数 原反补相同，所以打印出来为255
这里的截断与大小端无关，（隐式类型转换）只是将int类型的最后几位截取后存放到char类型变量当中
大小端是指在内存中存储的字节序形式

2.

整型提升全补1以%u的形式打印出来数值很大

3.

给char类型赋值128时， 截取得到的还是10000000
所以在进行整型提升时，char是有符号类型的，符号位为1，全补1

结果与上面2题相同

4.

unsigned int类型与int类型相加 会自动发生类型转换 转化成unsigned int类型 但是这里的printf打印形式是以有符号整型的形式打印
将1111111111111111111110110看做补码，就是负数的形式（要进行原反补的转化），结果就是 - 10

5.

判断打印出来的是什么？


i 是无符号整型，所以所有的二进制位都是有效位 9~0，0-1 就是-1
-1是以补码的形式存放在内存中全为1，-1以无符号整型表示是很大的数字
i永远不会小于0，所以就是一直死循环的状态。

6.

如果不加思索，-1，-2，-3，-4…-1000
循环1000次
但是数组当中的元素是char类型
char的范围是-128~127
表达式 a[ i ]（char） = -1 - i （int）;会发生截断



所以strlen算出的长度应该为255

7.

当unsigned char 为255时 再加一又变为0 ，所以也是死循环

8.

在C语言定义当中strlen返回值是size_t类型
size_t 就是unsigned int
因为计算字符串长度是不可能返回负数的，所以设计成无符号整型
两个strlen进行相减，返回的也是无符号整型，所以恒大于0 只可能打印出>
而采用my_strlen 模拟函数，返回值是int类型，则不会出现上述的情况（各有利弊）

3.浮点数在内存中的存储（重点）

常见的浮点数：
3.14159
1E10
浮点数家族包括： float、double、long double 类型。
浮点数表示的范围：float.h中定义（整型的定义在limits.h当中）
1E10 就是1.0*10¹⁰ 科学计数法

3.1 一个例子

将int类型的地址类型转换成float的形式 分别以整型和浮点数的形式取出
将n中的值修改为9.0浮点数类型 分别以整型和浮点数的形式取出
如果浮点数和整型在内存中的存储形式是一致的，那么打印出来的将是9 , 9.0 , 9 , 9.0
但是结果如下

这个案例说明了浮点数与整型在内存中的存储形式不一样

3.2 浮点数存储规则

浮点数的二进制表示：



小数点后面的位置从2^-1 ,2^-2 … 所以，小数点第一位是0.5 ,第二位是0.125. …

如果存储类似于9.6的浮点数，那么可能永远无法精确的表示出 .6这小数点位，而且float（double）类型只有32（64）个比特位
无法存放下后面的数字，导致精度丢失
浮点数在内存中无法精确保存






f在内存中的存储形式

取出情况


当E为全0时，真实值为-126或者-1022 ， xxxxx*2^-126这是非常小的，2³² 已经是42亿

同理，全1就是+126 ，就是存储非常大的数值

3.3 解释上面例子