数据在内存中的存储（深度剖析）

目录

1.数据类型介绍

1.1类型分类

2.整形在内存中的存储

2.1原码，反码，补码

2.2大小端介绍

2.3练习

3.浮点型在内存中的存储

3.1浮点数存储规则

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引入：

有正负的数据可以存放在有符号的变量中

只有正数的数据可以存放在无符号的变量中

如果是有符号的数据，最高位是符号位，最高位是0，表示正数，最高位是1，表示负数

对于无符号数来说，最高位也是数据位

1.数据类型介绍

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

 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

1.1类型分类

整形家族

char 

        unsigned char

        signed char

short 

        unsigned short

        signed char 

int 

        unsigned int 

        signed int

long 

        unsigned long

        signed long 

其中，若定义

char c； //不能确定char是否有符号，往往取决于编译器

char在内存中只占用一个字节，一个字节占8个比特位，取值范围是-128~127

浮点数家族

float

double

long double

 构造类型

 数组类型  eg:int arr[10];//arr的类型是int[10]
 结构体类型 struct
 枚举类型 enum
 联合类型 union

指针类型

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

指针变量是用来存放地址的

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.整形在内存中的存储

2.1原码，反码，补码

整数有此三种表现方法，均有符号位和数值位，符号位0为正，1为负。

如何表示负整数？

原码：直接将数值按照正负数的形式翻译成二进制

反码：符号位不变，其他位按位取反

补码：反码+1，即得到补码

正数的原反补码相同

int main()
{
	int a = 10;
	//正数的原反补码都一样
	//0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010

	int b = -10;
	//1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010
	//1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0101
	//1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0110
	
	return 0;
}

对于整形来说：数据存放内存中其实存放的是补码，为何？

使用补码，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，其运算过程是相同的，不需要额外的硬件电路。

 2.2大小端介绍

什么是大小端：

大端（存储）模式：是指数据的低位保存在内存的高地址中，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，数据的高位保存在内存的高地址中

 判断大小端

#include 
int check_sys()
{
    int i = 1;
    return (*(char *)&i);
}
int main()
{
    int ret = check_sys();
    if(ret == 1)
    {
        printf("小端\n");
    }
    else
    {
        printf("大端\n");
    }
    return 0;
}

2.3练习

#include 
int main()
{
	char a = -1;
	signed char b = -1;
	unsigned char c = -1;
	printf("a=%d,b=%d,c=%d", a, b, c);
	//-1 -1 255
	return 0;
}

无符号char类型打印整形会发生整形提升

如何进行整形提升？

1.查看所要整形提升的变量原类型是什么

2.若是无符号类型，高位补0直到32位即可

   若是有符号类型，看最高位（符号位）是什么，是0补0，是1补1

上题为例：unsigned char c = -1;//是无符号数char类型，输出为整形时需要发生整形提升

补码：1111 1111

发生整形提升，原类型是无符号类型

0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111 1111

二进制转十进制--->255

3.浮点型在内存中的存储

3.1浮点数存储规则

根据IEEE754规定，任意一个二进制浮点数V可以表示为

(-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。

对于32位的浮点数，最高位是符号位s，接着的8位是指数E,剩下的23位为有效数字M

 IEEE754对有效数字M和指数E,还有一些特别的规定

1

指数E:E=e+127

eg:

真值：0.5

二进制：0.1

----> (-1)^0 * 1.0*2^(-1)  其阶码E=-1+127=126---->0111 1110

则其二进制表示形式：0 0111 1110 0000 0000 0000 000

                                    s        E                      M

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）；