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数据的存储

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数据的存储

目录

一、数据类型介绍

1.1 类型的基本归类:

二、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

三、浮点型在内存中的存储

3.1举例

3.2浮点数存储规则


一、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 类型的基本归类:

整形家族:

char

         unsigned char

         signed char

short

          unsigned short [int]

          signed short [int]

int

           unsigned int

           signed int

long

           unsigned long [int]

           signed long [int]

 浮点数家族:

float   double

构造类型:

数组类型

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;    //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。


二、整形在内存中的存储

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而决定的。

2.1原码、反码、补码

计算机中的整数有三种表示方法,即原码、反码和补码。

三种表示方法均有符号位和数值位两部分,符号位都是用0表示“正”,用1表示“负”。

正数的原、反、补码都相同。

而负整数的三种表示方法各不相同。如下:

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。

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。

对于整形来说:数据存放内存中其实存放的是补码。

我们可以看到对于a和b分别存储的是补码。但是我们发现顺序有点不对劲。 这是又为什么?

接下来我们就需要介绍大小端。

2.2 大小端介绍

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

简化记忆,顺序一致为大端模式,相反为小端。

为什么会有大小端模式之分呢?

这是因为在计算机系统中,我们是以字节为单位的,每个地址单元都对应着一个字节,一个字节为8bit。

但是在C语言中除了8bit的char之外,还有16 bit的short型,32 bit的long型(要看具体的编译器),另外,对于位数大于8位的处理器,例如16位或者32位的处理器,由于寄存器宽度大于一个字节,那么必然存在着一个如何将多个字节安排的问题。因此就导致了大端存储模式和小端存储模式。

例如:一个 16bit的short 型x ,在内存中的地址为0x0010 ,x 的值为 0x1122 ,那么 0x11为高字节, 0x22 为低字节。

对于大端模式,就将 0x11放在低地址中,即 0x0010 中, 0x22 放在高地址中,即 0x0011 中。

小端模式, 刚好相反。我们常用的X86结构是小端模式,而KEILC51则为大端模式。很多的ARM,DSP都为小端模式。有些ARM处理器还可以由硬件来选择是大端模式还是小端模式。

例题:请简述大端字节序和小端字节序的概念,设计一个小程序来判断当前机器的字节序

#include
int check()
{
	int i = 1;
	return *(char*)&i;  // (char*)强制类型转换,
    //这里转型是为了符合类型匹配,就是为了能够传指向i
    //(或者称为指向i的四个字节中的第一个字节)的指针值(地址)
}
int main()
{
	int ret = check();
	if (ret == 1)
		printf("It's a small end");
	else
		printf("it's big end");
	return 0;
}

2.3练习
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;
}


2.
#include 
int main()
{
    char a = -128;
    printf("%un",a);
    return 0;
}

 


//3.
#include 
int main()
{
    char a = 128;
    printf("%un",a);
    return 0;
}

 结果与第二题一样。


//4.
#include
int main()
{
	int i = -20;
	unsigned  int  j = 10;
	printf("%dn", i + j);
	//按照补码的形式进行运算,最后格式化成为有符号整数
	return 0;
}


//5.
#include
int main()
{
	unsigned int i;
	for (i = 9; i >= 0; i--)
	{
		printf("%un", i);
        Sleep(1000);//延迟打印,1000s
	}
	return 0;
}

 打印结果是死循环,因为unsigned int 是没有负数的,即都大于等于0.


//6.
int main()
{
    char a[1000];
    int i;
    for(i=0; i<1000; i++)
   {
        a[i] = -1-i;
   }
    printf("%d",strlen(a));
    return 0;
}

 打印结果为255.


7、
#include 
unsigned char i = 0;
int main()
{
    for (i = 0; i <= 255; i++)
    {
        printf("hello worldn");
    }
    return 0;
}

打印结果为死循环,如题6的解析。


三、浮点型在内存中的存储

常见的浮点数:

3.14159 1E10

浮点数家族包括: float、double、long double 类型。

浮点数表示的范围:float.h中定义

3.1举例
#include
int main()
{
	int n = 9;
	float* pFloat = (float*)&n;
	printf("n的值为:%dn", n);
	printf("*pFloat的值为:%fn", *pFloat);
	*pFloat = 9.0;
	printf("num的值为:%dn", n);
	printf("*pFloat的值为:%fn", *pFloat);
	return 0;
}

结果为

接下来讲解为什么会是这样的结果

3.2浮点数存储规则

num 和 *pFloat 在内存中明明是同一个数,为什么浮点数和整数的解读结果会差别这么大?

要理解这个结果,一定要搞懂浮点数在计算机内部的表示方法。

详细解读: 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:

(-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。

举例来说:

十进制的5.5,写成二进制是 101.1 ,相当于 1.011×2^2 。

那么,按照上面V的格式,可以得出s=0,M=1.011,E=2。

十进制的-5.5,写成二进制是 -101.1 ,相当于 -1.011×2^2 。那么,s=1,M=1.011,E=2。

 而64位,1S,11E,52M。

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