数据在内存中的存储

1.数据类型详细介绍

C语言中有多种数据类型，这些类型可以用于存储不同种类的数据。以下是C语言中的一些基本数据类型：

1. 整数类型：

   • int：整数类型，通常表示为32位。
   • short：短整数类型，通常表示为16位。
   • long：长整数类型，通常表示为32位（或64位，取决于编译器和平台）。
   • long long：很长的整数类型，通常表示为64位。

2. 字符类型：

   • char：字符类型，通常表示为8位。

3. 浮点数类型：

   • float：单精度浮点数，通常表示为32位。
   • double：双精度浮点数，通常表示为64位。

4. 无符号整数类型：

   • unsigned int：无符号整数类型，与int相同但只包含非负值。
   • unsigned short：无符号短整数类型。
   • unsigned long：无符号长整数类型。
   • unsigned long long：无符号很长的整数类型。

5. 其他类型：

   • void：表示没有类型或没有值的类型。
   • bool：C99及以后版本引入的布尔类型，可以使用头文件 。

6. 自定义类型：

   • 结构体 (struct)：

     • 结构体允许你将不同类型的数据组织在一起，形成一个新的数据类型。示例：

       struct Point {
           int x;
           int y;
       };
       

   • 联合体 (union)：

     • 联合体允许你在相同的内存位置存储不同的类型，但只能同时使用其中的一个成员。示例：

       union Data {
           int i;
           float f;
           char c;
       };

   • 枚举 (enum)：

     • 枚举定义了一组有名字的整数常量，可以用于提高代码的可读性。示例：

       enum Day {
           SUNDAY,
           MONDAY,
           TUESDAY,
           // ...
       };

    7.指针类型

这些数据类型可以用于声明变量，函数的参数和返回值类型，以及其他各种程序中需要指定数据类型的地方。不同的数据类型有不同的取值范围和内存占用大小。

2.整型在内存中的：原码，反码，补码

整型在内存中以补码的方式存在

正数原码反码补码相同

正数：

假设我们有一个正数 +5：

• 原码： 00000101
• 反码： 00000101
• 补码： 00000101

而负数的原码最高位用1表示负号，其他位与一个相同正数原码相同，反码在原码的基础上符号位不变0变1，1变0，补码就是在反码的基础上加1

负数：

假设我们有一个负数 -5：

• 原码： 10000101
• 反码： 11111010
• 补码： 11111011

总结：原反补码是为了方便进行有符号数运算而产生的，具体怎么实现不展开说了

3.大小端字节介绍及其判断

假设存在一个数十六进制数0xff ff ff f9(只是以十六进制呈现内存中还是以二进制补码的方式存在）

#include
int main() 
{
	int a = 0xfffffff9;
	//ff ff ff ff f9
	//高字节-》低字节
	return 0;
}

大端存储（Big-endian）：

在大端存储中，数据的高字节（Most Significant Byte，MSB）存储在低地址，而低字节（Least Significant Byte，LSB）存储在高地址。这样，多字节数据的起始地址是其最高有效字节的地址。

在大端存储中，存储顺序为：ff ff ff f9

小端存储（Little-endian）：

在小端存储中，数据的低字节（LSB）存储在低地址，而高字节（MSB）存储在高地址。这样，多字节数据的起始地址是其最低有效字节的地址。

在小端存储中，存储顺序为：f9 ff ff ff

• x86及x86-64体系结构： 大多数个人计算机和服务器使用小端存储。
• PowerPC和大多数RISC体系结构： 通常使用大端存储。

4.浮点型在内存中的存储解析

浮点数在内存中的存储通常遵循 IEEE 754 浮点数标准，这是一种广泛应用的浮点数表示方法。IEEE 754 标准定义了两种浮点数格式：单精度（32 位）和双精度（64 位）。以下是浮点数在内存中的存储结构：

单精度浮点数 (32 位)：

一个单精度浮点数由 32 位二进制表示，按照如下格式存储：

s eeeeeeeeeee mmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmm 

其中：

浮点数的存储结构允许表示很广范围的数字，并且在不同数量级之间具有较高的精度。这种表示方式也可以处理无理数和很小或很大的数字，使其成为科学计算、图形学等领域的标准。

• 符号位（1 位）： 0 表示正数，1 表示负数。
• 指数部分（8 位）： 用于表示幂的指数部分。
• 尾数部分（23 位）： 用于表示浮点数的小数部分
• s eeeeeeee mmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmm
• s（符号位）： 0 表示正数，1 表示负数。
• e（指数部分）： 用偏移值表示指数，实际指数为 e + 127（e为实际值，e+127为存在内存中的偏移值）。
• 注意点：当8位指数部分全为0时意味着这个数是一个接近0的数字m不会加上原来的1，当8位指数部分全为1时意味着这是无穷大的数字，正负号由符号位决定。
• 补充：引进中间数（e+127）这种概念是为防止负数的出现，因为负数在二进制中还需要考虑符号的概念不方便实现
• m（尾数部分）： 小数部分的二进制表示。
• 注意点：1
• 1.011*2^2,且前面固定会有一个1所以在存储时省略取出时加上，所以在内存中则是0 10000001 01100000000000000000000   

• 双精度浮点数 (64 位)：

  一个双精度浮点数由 64 位二进制表示，按照如下格式存储：

• 符号位（1 位）： 0 表示正数，1 表示负数。
• 指数部分（11 位）： 用于表示幂的指数部分。
• 尾数部分（52 位）： 用于表示浮点数的小数部分。
• s（符号位）： 0 表示正数，1 表示负数。
• e（指数部分）： 用偏移值表示指数，实际指数为 e + 1023（e为实际值，e+1023为存在内存中的偏移值）。
• m（尾数部分）： 小数部分的二进制表示。
• 双精度与单精度类型所以不予补充
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