数据在内存中的存储

目录

数据类型介绍

数据类型的基本归类

整型家族

浮点数家族

构造类型

指针类型

空类型

小结

整型在内存中的存储

原码，反码，补码

 大小端介绍

百度面试题

 练习题

浮点型在内存中的存储

例子

浮点数的储存规则

​编辑

单精度浮点数：

双精度浮点数

 M,E

M:

E：

1.E不全为0或E不全为1

2.E全为0

3.E全为1

分析例题

---

数据类型介绍

字符	类型	字节
char	字符型（整型）	1
int	整型	4
short	短整型	2
long	长整型	4/8
long long	更长的整型	8
float	单精度浮点数	4
double	双精度浮点数	8

数据类型的意义：

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

数据类型的基本归类

整型家族

char     signed char         unsigned char

int        signed int            unsigned int

short    signed short        unsigned short

long     signed long         unsigned long

浮点数家族

float

double

构造类型

数组类型：int arr[10]->int [10](类型)

结构体类型：struct

枚举类型：enum

联合类型：union

指针类型

int *p

char *p

float *p

结构体指针

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

小结

signed unsigned 表示有无符号的区别

signed  最高位为符号位

unsigned 最高位为数值位

字符是用ASCII码值存储的，所以char属于整型

整型在内存中的存储

 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所决定的

下面我们来了解以下两个数据是如何在内存中存储的

int a=10

int b=-10

原码，反码，补码

整型的二进制表达方式有三种：原码，反码，补码

三种表达方式均有符号位和数值位两部分：

符号位正数为0，负数为1

数值位

正数：原码，反码，补码都相同

负数：原码

反码=原码符号位不变，其他位按位取反

补码=反码+1

对于整型来说，在计算机中存储的实际上是补码

接下来让我们看上文提到的两个数据int a=10，int b=-10是如何存储的（这里计算机表示的是十六进制，实际在计算机中存储的是二进制）

a变量:

原码：00000000 00000000 00000000 00001010

反码：00000000 00000000 00000000 00001010

补码：00000000 00000000 00000000 00001010

b变量

原码：100000000 00000000 00000000 00001010

反码：1111111111 111111111 111111111 111110101

补码：1111111111 111111111 111111111 111110110

 

 大小端介绍

这里我们发现数据是倒着存储的

数据的存储方式有两种，大端存储和小端存储

大端存储：将数据的低位存储在内存的高地址中，而数据的高位存储在内存的低地址中

小端存储：将数据的高位存储在内存的低地址中，而数据的低位存储在内存的高地址中

百度面试题

设计一个小程序来判断当前机器的字节序

 练习题

1.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;
}

a=-1   b=-1   c=255

2.输出什么？

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

a=4294967168

3.

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

a=4294967168

4.

int i= -20;
unsigned  int  j = 10;
printf("%d\n", i+j);

i+j=-3

5.

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

死循环

6.

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

255

7.

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

死循环

浮点型在内存中的存储

例子

#include 
int main()
{
	int n = 9;
	float* pfloat = (float*)&n;
	printf("n的值，%d\n", n);
	printf("*pfloat的值为：%f\n", n);

	*pfloat = 9.0;
	printf("n的值为:%d\n",n);
	printf("*pfloat的值为：%f\n", *pfloat);
	return 0;
}

浮点数的储存规则

任意一个二进制浮点数都可以表示为

（-1）^S   *   M  *   2^E

S:用来表示正负，s为1，（-1）^S为负，S为0，（-1）^S为正

E:2^E表示指数位

M:M表示有效数字，0

举例：

5.5

转化为二进制为101.1===》1.011*2^2

S: 0         E:2    M:1.011

单精度浮点数：

最高位为符号位S，接下来8位为指数位E，剩下的23位为有效数字M

 

双精度浮点数

最高位为符号位S，接下来11位为指数位E，剩下的52位为有效数字M

 M,E

M:

1<=M<2,在计算机保存时默认这个值为1，所以可以省略，以32位浮点数举例，留给M的只有23位，当第一位省略后，可以保存24位

E：

首先E为一个无符号的正数，但是从科学计数法中我们可以看出E是可以为负数的，所以这个时候我们需要引入一个中间数，对于8位的E，这个数是127，对于11位的E，这个数为1023，在内存中存储的E是原本指数与中间数相加之后的结果

E的取出可以分为三种情况

1.E不全为0或E不全为1

E的计算值减去127（1023），再将M的值加上前面的1

2.E全为0

E为1-127（1023）

M不再加上前面的1，而是表示为0.xxxxxxxx的形式，以表示为+（-）0，以及接近0的很小的数字

3.E全为1

这时有效数字M全为0，表示+（-）无穷大

分析例题

​
#include 
int main()
{
	int n = 9;
	float* pfloat = (float*)&n;
	printf("n的值，%d\n", n);
	printf("*pfloat的值为：%f\n", n);

	*pfloat = 9.0;
	printf("n的值为:%d\n",n);
	printf("*pfloat的值为：%f\n", *pfloat);
	return 0;
}

​

 这个我们可以分为2部分

第一部分

 n的值为9

n的二进制表示为

00000000 00000000 00000000 00001001

当他强制转化为浮点数

0 00000000 00000000000000000001001

S:0     E：1-127    M:0.00000000000000000001001

v=（-1）^0    *  0.00000000000000000001001  *  2^(-126)=1.001*2^(146)

所以用10进制表示为0.000000

第二部分

经过*pfloat = 9.0

n中的值被改为浮点数，其二进制表示为

0 10000010 00100000000000000000000

其用10进制整型打印即为

 

 *pfloat的值为9.000000