C语言-数据的存储（二进制形式）

概要：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. 大小端字节序介绍及判断 4. 浮点型在内存中的存储解析。

1.数据类型

整形家族主要有：

char	unsigned char	signed char
short	unsigned short	signed short
int	unsigned int	signed int
long	unsigned long	signed long

浮点数家族主要有：

float

double

构造类型：

数组类型

结构体类型

枚举类型

联合类型

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、函数的参数、指针类型。

2.原码、反码、补码

计算机中的整数有三种2进制表示方法，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 正数的原、反、补码都相同。 负整数的三种表示方法各不相同。

原码：直接将数值按照正负数的形式翻译成二进制就可以得到原码。

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反码。

补码：反码+1就得到补码。

3.大小端介绍

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。

例如图中int a = 1（十六进制表示）                                     

01（ 低地址  ）

00

00

00（高地址）

4.整形及浮点型在内存中的存储解析

整形：

signed char（补码形式）	unsigned char
00000000（0）	00000000（0）
00000001（1）	00000001（1）
。。。	。。。
10000001（-127）	10000001（129）
111111110（-2）	111111110（254）
111111111（-1）	111111111（255）

练习 下面程序输出什么？  

#include 
int main()
{
    char a= -1;
    signed char b=-1;
    unsigned char c=-1;
    printf("a=%d,b=%d,c=%d",a,b,c);//整形提升正数补0负数补1
//a：10000000000000000000000000000001（-1）原码
//b：10000000000000000000000000000001（-1）原码
//c：00000000000000000000000011111111（225）
    return 0;
}

浮点型：

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。

举例来说： 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。

注意二进制小数点位后的 .1是十进制的0.5。.01是0.25。.11是0.75以此类推。

在三十二位下：

符号位

指数位

指数位

指数位

指数位

指数位

指数位

指数位

指数位

有效数字

有效数值

有效数字

有效数字

有效数字

有效数字

有效数字

有效数字

有效数字

有效数字

有效数字

。。。

EEE 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<2 ，也就是说，M可以写成 1.xxxxxx 的形式，其中xxxxxx表示小数部分。 IEEE 754规定，在计算机内部保存M时，默认这个数的第一位总是1，因此可以被舍去，只保存后面的 xxxxxx部分。比如保存1.01的时 候，只保存01，等到读取的时候，再把第一位的1加上去。这样做的目的，是节省1位有效数字。以32位 浮点数为例，留给M只有23位， 将第一位的1舍去以后，等于可以保存24位有效数字。

至于指数E，情况就比较复杂。

首先，E为一个无符号整数（unsigned int） 这意味着，如果E为8位，它的取值范围为0~255；如果E为11位，它的取值范围为0~2047。

但是，我们 知道，科学计数法中的E是可以出 现负数的，所以IEEE 754规定，存入内存时E的真实值必须再加上一个中间数，对于8位的E，这个中间数 是127；对于11位的E，这个中间 数是1023。比如，2^10的E是10，所以保存成32位浮点数时，必须保存成10+127=137，即 10001001。 然后，指数E从内存中取出还可以再分成三种情况： 

E不全为0或不全为1 这时，

  浮点数就采用下面的规则表示，即指数E的计算值减去127（或1023），得到真实值，再将 有效数字M前加上第一位的1。 比如： 0.5（1/2）的二进制形式为0.1，由于规定正数部分必须为1，即将小数点右移1位，则为 1.0*2^(-1)，其阶码 为-1+127=126，表示为 01111110，而尾数1.0去掉整数部分为0，补齐0到23位 00000000000000000000000，则其二进 制表示形式为:

0 01111110 00000000000000000000000

E全为0 这时，

  浮点数的指数E等于1-127（或者1-1023）即为真实值， 有效数字M不再加上第一位的1，而是还原为0.xxxxxx的小数。这样做是为了表示±0，以及接近于 0的很小的数字。

E全为1 这时，

如果有效数字M全为0，表示±无穷大（正负取决于符号位s）；

         感谢观看~