【这个“数据在内存中的存储（1）”讲解我能吹一辈子】

她来了她来了，她带着"数据在内存中的存储"走来了！！！

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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. 大小端字节序介绍及判断
4. 浮点型在内存中的存储解析

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一、数据类型介绍

基本的内置类型有：

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。

类型都是有范围的，想知道这个类型能表示的最大范围，首先包含头文件#include，右击INT_MAX;，点击“转到定义”,就能看到最大值和最小值。

1.1 类型的基本归类

整形家族

另外 long long也属于整形家族

char为什么属于整形类型呢？
因为字符存储的时候，存储的是ASCII码值，是整形，所以归类的时候放在整形家族。

浮点数家族

long double 也属于浮点数类型

构造类型

就是自定义类型，自己创造类型

指针类型

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。

二、整形在内存中的存储

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。

数据在所开辟内存中到底是如何存储的？

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
	int num2 = -10;
	return 0;
}

10和-10是如何存放进去的呢？

在此之前还要了解下面的概念：

2.1 原码、反码、补码

计算机中的整形有三种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”，而正整数的原、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

对于整形来说：数据存放内存中存放的是补码。

举例验证存放的是补码：

本质上内存中存放的是二进制，在VS上为了方便展示，显示的是16进制。

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，是用补码，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，其运算过程中是相同的，不需要额外的硬件电路。

依旧举例说明：

计算1-1
1+(-1)
 00000000000000000000000000000001 --> 1的补码
 11111111111111111111111111111111 --> -1的补码
 00000000000000000000000000000000  -->0
 
 原码计算是错误的⬇
00000000000000000000000000000001    -->1的原码
10000000000000000000000000000001   -->-1的原码
10000000000000000000000000000010---> -2

2.2 大小端介绍

什么是大小端： 大端（存储）模式，是指数据的地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，是指数据的低地址中，而数据的高位，保存在内存的高地址中。

比如存储0×11 22 33 44：
怎么样存好像都可以，只要能存进去，用的时候拿出来就可以了，但除了第一行和第二行，其他的存储方式都很乱，所以就被pass掉了，最终内存存储方式只留下来两种，第一种由小到大叫大端，第二种倒着存叫小端。

1.字节序 - 是以字节为单位，讨论存储顺序的。
2.小端字节序存储:把一个数据的低位字节的内容，存放在低地址处，把一个数据的高位字节的内容，存放在高地址处。
3.大端字节序存储:把一个数据的低位字节的内容，存放在高地址处，把一个数据的高位字节的内容，存放在低地址处。

通俗易懂的说就是：
小端 低位存低地址 高位存高地址
大端 低位存高地址 高位存低地址

为什么会有大小端之分？

这是因为在计算机系统中，是以字节为单位的，每个地址单元 都对应着一个字节， 一个字节为8 bit。但是在C语言中除了8
bit的char之外，还有16 bit的short型，32 bit的long型(要看具体的编译器)，
另外,对于位数大于8位的处理器,例如16位或者32位的处理器，由于寄存器宽度大于一个字节，那么必然存在着一个如何将多个字节安排的问题。因此就导致了大端存储模式和小端存储模式。

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，而KEIL C51 则为大端模式。很多的ARM, DSP都为小端模式。有些ARM处理器还可以由硬件来选择是大端模式还是小端模式。

2.3练习题

练习①：
写一个程序，判断大小端
思路：
对比十六进制位中的第一个字节，如果第一个字节是1就是小端，如果是0就是大端。
取地址a拿到第一个字节，整型变量地址是int*，但是整型变量地址访问的是4个字节，跟前面的思路不符，而char是一个字节，所以可以把int强制类型转换成char*,然后解引用，就找到对应的内容，然后再用if else语句判断。

代码如下：

int main()
{
	int a = 1;
	if (*(char*)&a == 1)
		printf("小端\n");
	else
		printf("大端\n");
	return 0;
}

练习②
输出什么？

#include 
int main()
{
	char a = -1;
	//10000000000000000000000000000001 原
	//11111111111111111111111111111110 反
	//11111111111111111111111111111111-补-char类型存不了那么多，发生截断
	//11111111 -a
	//11111111111111111111111111111111-补码
	//11111111111111111111111111111110-反码
	//10000000000000000000000000000001 原码--> -1

	signed char b = -1;
	//11111111111111111111111111111111
	//11111111 -b

	unsigned char c = -1;
	//11111111 -c
	//00000000000000000000000011111111 原
	//
	printf("a=%d,b=%d,c=%d", a, b, c);
	
	//整型提升

	return 0;
}

a,b,c存放的二进制位都是一样的，
为什么打印的结果不一样呢？
因为%d 是以十进制的形式打印有符号整型整数，所以发生了整形提升
.char类型的变量要提升为整形才能被打印

• char a是有符号的char,高位是符号位，-1 的高位是1，所以11111111咔咔补1变成32个11111111111111111111111111111111，这是补码，而%d打印的是原码，求出原码是-1。
• 因为char a 就是signed char 所以a=b,b=-1。
• unsigned char c是无符号的char，无符号的char高位全补0,高位是0，表示它是正数，正数得原码，反码，补码相同，求出原码是255。

练习③

#include 
int main()
{
	char a = -128;
	//-128
	//10000000000000000000000010000000 -原码
	//11111111111111111111111101111111 -反码
	//11111111111111111111111110000000 -补码
	//-128的补码
	//10000000-char只能存8个bit位
	//11111111111111111111111110000000-原
	//
	printf("%u\n", a);
	return 0;
}

思路：

• -当算完-128的原反补码后，char 类型只能存8个bit位，所以补码是10000000，又因为**%u是无符号的整形**，所以要进行整形提升，因为 char a是有符号的char,高位就是符号位，-128的最高位是1，所以补1，变成11111111111111111111111110000000（补码），%u打印的是无符号的整形，打印的是原码，存的是无符号数，无符号是：最高位不表示符号位，就是一个正常的二进制位，所以无符号位的数全都是正数，所以无符号位的数，原反补码相同。

练习④

#include 
int main()
{
	char a = 128;
	//00000000000000000000000010000000 原
	//10000000-a
	//11111111111111111111111110000000 原
	printf("%u\n", a);
	return 0;
}

a=128和a=-128打印的结果一样，因为char 类型存8个bit位，所以补码依旧是10000000，那么整形提升之后依旧是11111111111111111111111110000000，存的是无符号数，原反补码相同，打印二进制序列，结果就一模一样。

总结

以上就是本章知识的内容啦，数据在内存中的存储（2）会在下章讲到~