数据的存储_C/C++/C#

整型在数据中的存储

1 原码，反码，补码

2.大小端介绍

什么是大小端呢？

那么如何判断自己的编译器是小端存储还是大端存储呢

3.浮点数在内存中的存储方式

浮点数存储规则

解惑环节

大家好啊！！！好久没更新自己的博客了。今天呢，我们来聊聊比较底层的东西。数据是如何在内存中存储的。好了，废话不多说，进入正文吧！！！

整型在数据中的存储

1 原码，反码，补码
1，在二进制实际表示中第一位为符号位，0代表正号，1代表负号

2，三种不同的二进制表示方法：原码表示，反码表示，补码表示

（1),原码表示

当原码为正数时不变，当原码为负数时，将前面的符号位改为1.

（2),反码表示

1，一个正整数反码与原码相同

2，一个负整数的反码：将1换成0,0换成1

(3),补码表示

1，正整数的补码与原码表示相同。

2，负整数的补码：符号位为1，在其原码后的数值位边反加一

那么知道这个有什么用呢？

其实，整数在存储以及运算的时候都是以补码的形式参与，我们了解了什么是原反补，就能更好的去理解计算机内的数据是怎么变化的。

2.大小端介绍

什么是大小端呢？
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。

没关系咱举个栗子就懂了。下面的这个长方形假设是我们的内存条，左边是低地址，右边是高地址。

现在我们定义一个变量

那么这个变量在内存中是如何储存的呢？？？？

是这样：

将44这样的低位放在低地址叫做小端存储

还是这样：

将11这样的高位放低地址叫做大端存储

那么如何判断自己的编译器是小端存储还是大端存储呢

我们看一下下面的代码

int check_sys()
{
    int a = 1;
    char* p = (char*)&a;
    if (1 == p)
        return 1;
    else
        return 0;
}
int main()
{
    int ret = check_sys();//返回1是小端，返回是大端
    if (1 == ret)
    {
        printf("小端n");
    }
    else
    {
        printf("大端n");
    }
    return 0;
}

3.浮点数在内存中的存储方式

首先我们通过一个栗子，来看看浮点数的特殊性

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;
}

我们可以先猜一猜，结果会是多少呢？？？是 9, 9.0000000，9,9.0000000 吗？

那么接下来就让我们运行一下来看一看结果

为什么会出现两个与我们所设想中差别如此大的值呢通过接下来的学习，我相信你会理解的

浮点数存储规则

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5.0，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。

那么对于指数E呢有一些特别的规定

首先，指数E是一个无符号整数。

（看到这里，有些朋友可能就会产生疑惑了，既然是无符号整数。那么当E为负数的时候，不就不能表示了吗？那请您接着往下看）

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，这个中间数是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。

有了这个中间值，我们就可以通过减去这个中间值的方式来表示负数了

那么问题又来了，如果E全为0和E全为1的时候改怎么办呢？？

当E为全0

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。

当E为全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）；

好了，浮点数的知识我们已经讲解完了，我们再之前的题目

解惑环节

首先是第一部分

我们将9写成二进制表达式
```
9 -> 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101
```
我们将9的二进制码以浮点数的表示方法进行拆分，可以得到

s=0,E=00000000,M=000 0000 0000 0000 0000 1001

而我们前面刚刚提到，当E为全0时，表示为0。这样也就不难解释，为什么我们输出时全为0。
再来是第二部分

我们如法炮制，再来看看为什么第二次打印的是1091567616
```
9.0 -> 0 10000010 001 0000 0000 0000 0000 0000
```
这便是9.0的原码，而当它以整数打印的时候就是1091567616

这样一来，我们就完美的解决了之前的两个问题

好了，今天的博客就写到这里，十分感谢各位的观看，我们下次再见！！！

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整型在数据中的存储

2.大小端介绍

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