[深度剖析C语言] —— 数据在内存中的存储

前言

在前面的博客中，我们已经介绍过了基本的内置类型，具体如下

char	//字符数据类型
short	//短整型
int		//整型
long	//长整型
long long 	//更长的整型
float	//单精度浮点数
double	//双精度浮点型

今天我们将在这个基础上对这些内置类型进行分析，让大家对其有更加深入的理解

1️⃣数据类型介绍

1.整型家族

char
unsigned char
signed char
short
unsigned short [int]
signed short [int]
int
unsigned int
signed int
long
unsigned long [int]
signed long [int]

其中char也算是整型家族的，因为char在内存中是以ASCII值得形式去存储的，可以看做是一种特殊的整型。

2.浮点数家族

float
double

3.构造类型

数组类型
结构体类型 struct
枚举类型 enum
联合类型 union

4.指针类型

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

2️⃣数据在内存中的存储

1.整型在内存中的存储

在知道整形怎么存储之前，我们先引入：原码、反码、补码。

计算机中的符号数有三种表示方法，即原码、反码和补码。三种方法均有符号位和数值位两部分。
原码：直接将二进制按照正负数的形式翻译成二进制就可以了。
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了。
补码：反码 +1 就得到补码。
正数的原码、反码、补码相同。  

对整形来说：数据存放内存中其实存放的是补码。

这样也是有原因的：

1. 使用补码，可以将符号位和数值域统一处理；

2. 加法和减法也可以统一处理（CPU只有加法器）；

3. 补码与原码相互转换，其运算过程是相同的，不需要额外的硬件电路。

2.浮点型在内存中的存储

1. 根据国际标准IEEE 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。

2. IEEE 754规定：对于32位浮点数，最高的1位是符号位S， 接着的8位是指数E,剩下的23位为有效数字M。

E的两种特殊取值：

1. E全为0：

   当E全为0的时候，即2的次方为0 - 127 为2^-127次方，所以，当s = 0时，一个正数的2^-127次方，是一个从数轴的右边无线趋近于0的数字；而当s = 1时，一个负数的2^-127次方是从数轴左边无线趋近于0的数字。

   所以当E全为0的时候，实际就表示的是±0，所以浮点数不可以在程序中出现 与0去比较（浮点数 == 0），而是要跟一段范围去比较。

2. E全为1：

   当E全为1的时候（如果M全为0），即2的次方255 - 127 = 128，所以当S = 0时，表示1 * 2^128次方，当s = 1时表示-1*2^128次方。

   所以当E全为1时，其实表示的就是这个浮点数的取值范围。

3️⃣总结

以上便是有关数据在内存中的储存方式的说明

如有不当之处，望指正！