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数据的存储

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数据的存储

目录

一、整形在内存中的存储

1.数据类型

 2.原码、反码、补码

 3.大小端介绍

二、浮点型在内存中的存储

1.举例


一、整形在内存中的存储

1.数据类型

常见的数据类型有一下几个

定义无符号类型的数据需要在前面加上unsigend

例如    unsigend int a=0;

有符号则是sigend,例如 sigend int a=10;可以直接写成int a=10;

需要注意的是char 不等于 sigend char 

char到底是unsigend还是sigend char 是取决于编译器来实现,常见的编译器一般都是

char等价于sigend char;

 2.原码、反码、补码

计算机中的整数有三种表达方法 ,即原码、反码、补码。

而内存中存放的是二进制的补码

对于整数来说,为什么存放的是补码呢?

对于计算机来讲,计算器机中只有加法器。

 3.大小端介绍

我们创建一个变量并赋予初值,观察变量在内存中存放的形式

 或直接以16进制存放

 从上看出在内存存放是倒着存放。

这是就需要了解:

大端字节存放

当一个数据的低字节的数据存放到高地址处,高字节序的内容放在高地址处,这种存储方式就是大端字节存储。

小端字节存放

当一个数据的低字节的数据存放在低地址处,高字节序的内容放在高地址处,这种存储方式就是小端字节存储。

这时回来看在vs2019下的存储形式为小端字节存放。

那该如何判断编译器是大端字节存储还是小端字节存储呢?

#include
int main()
{
	int a = 1;
	char* pa = (char*)&a;
	//char的类型为1个字节
	if (1 == *pa)
	{
		printf("小端字节存储");
	}
	else
	{
		printf("大端字节存储");
	}

	return 0;
}

二、浮点型在内存中的存储

根据国际标准IEEE(电气和电子工程协会) 754,任意一个二进制浮点数V可以表示成下面的形式:

首先需要先了解小数点后每一位的权重

举例来说: 十进制的5.0,写成二进制是 101.0 ,相当于 1.01×2^2 。

那么,按照上面V的格式,可以得出s=0,M=1.01,E=2。

十进制的-5.0,写成二进制是 -101.0 ,相当于 -1.01×2^2 。

那么,s=1,M=1.01,E=2。

IEEE 754规定

对于32位的浮点数,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。

 对于64位的浮点数,最高的1位是符号位S,接着的11位是指数E,剩下的52位为有效数字M。

IEEE 754对有效数字M和指数E,还有一些特别规定。

前面说过, 1≤M<2 ,也就是说,M可以写成 1.xxxxxx 的形式,其中xxxxxx表示小数部分。

IEEE 754规定,在计算机内部保存M时,默认这个数的第一位总是1,因此可以被舍去,只保存后面的 xxxxxx部分。比如保存1.01的时候,只保存01,等到读取的时候,再把第一位的1加上去。这样做的目的,是节省1位有效数字。以32位 浮点数为例,留给M只有23位,

将第一位的1舍去以后,等于可以保存24位有效数字。

至于指数E,情况就比较复杂。

首先,E为一个无符号整数(unsigned int) 这意味着,如果E为8位,它的取值范围为0~255;如果E为11位,它的取值范围为0~2047。但是,我们知道,科学计数法中的E是可以出现负数的,所以IEEE 754规定,存入内存时E的真实值必须再加上一个中间数,对于8位的E,这个中间数127;对于11位的E,这个中间 数是1023。比如,2^10的E是10,所以保存成32位浮点数时,必须保存成10+127=137,即 10001001。 然后,指数E从内存中取出还可以再分成三种情况

 (1)E不全为0或不全为1

这时,浮点数就采用下面的规则表示,即指数E的计算值减去127(或1023),得到真实值,再将 有效数字M前加上第一位的1。

比如:

0.5(1/2)的二进制形式为0.1,由于规定正数部分必须为1,即将小数点右移1位,则为 1.0*2^(-1),其阶码为-1+127=126

表示为 01111110,而尾数1.0去掉整数部分为0,补齐0到23位00000000000000000000000,则其二进 制表示形式为:

0 01111110 00000000000000000000000 

(2)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。

(3)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);

1.举例

利用刚刚看的浮点型的存储来解释一下下面这个程序

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