C语言中整形、浮点型数据在内存中的存储和使用

而一个字节为八个bit位，对应八个二进制位，因此解释每个数据类型对应的数据范围。

整数类型又有有符号数和无符号数的类型，简单来说，有符号数和无符号数的数据长度范围是一样的，区别在于无符号类型不区分二进制的数据正负，统一转化为正数。

如char类型，unsigned char的范围是-128~127 ，char的范围是0-255。区间长度都是256

整数的转码有三种：原码，反码，补码。

先贴一下鹏哥对这里的解释

他后面又解释到使用时的数据提升等等

但是在我的思考里，这种说法有两点不能对存储的现象进行很好的解释

对于超出范围的负数，数据的二进制位数如果超出类型的范围，符号位的储存和数据冲突，怎么规定符号位？解释数据在范围里循环时比较生硬，比如char类型里(bin)1000 0000如果按照符号位的说法解释为什么是-128是只能说是规定。

因此在思考并验证多次之后，写出我对C语言里数据的存储和不同类型使用方式的思考。（我并没有深度学习原理，这里只是我的思考，并不一定正确，如果之后的学习里能够探得真相，我会有解释。）

首先仍然是三码

原码：根据原来的数据直接转化为二进制得到反码：将原码按位取反（此时没有符号位）补码：反码加1

对于正数，存储到内存中三码相同，直接得到原码的二进制序列。

对于负数，并不会储存符号位，在有负号的时候，编译器会将数据去掉符号直接进行原码，反码，和补码的转换，得到二进制序列。

之后，根据申请数据类型的空间大小，储存二进制位数。从低位向高位存储（由于windows的小端字节序的存储方式）。

使用时，根据数据类型，再进行相应的转换

如果是无符号数，直接进行数据的翻译如果是有符号数，将现有的最高位看成符号位，如果是0，则表示为正数，直接翻译；如果是1，则表示位负数，将数据按照补码转化为原码，再打印加负号的数值。如果有类型提升，高位补符号位

 这种说法，既解释了为什么超出数据范围的大数为什么常常显示负数，也能很好的解释char类型里（bin)1000 0000为什么是-128

int main()
{
	char a = -1;
    unsigned char c = -1;
    printf("%d %d",a,c);
    //结果是-1 255
	return 0;
}

首先-1有负号，则进行原反补的转化0000 0001 -> 1111 1110 -> 1111 1111 分别存入a，c的内存

然后使用时a 首位是1 打印负号，取反为0000 0000-> 0000 0001 打印为1，所以为-1

                  c 由于c是无符号数，直接翻译1111 1111 为255

补充，这里%d使用是整形，要对数据进行提升，不过一个符号位是0，一个没有符号位所以省略

int main()
{
	char n = -128; 
	printf("%u ", n);
	printf("%d", n);
    //结果是4294967168  -128
	return 0;
}

首先仍然128进行原反补转换，1000 0000 -> 0111 1111 -> 1000 0000

使用时为整形，数据提升1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000 0000

第一行为无符号数直接转化为4294967168

第二行为有符号数转化 为0000 0000 0000 0000 0000 0000 0111 1111

                                 加1  0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000 0000     打印为-128

int main()
{
    char arr[1000];
    for (int i = 0; i < 1000; i++)
    {
        arr[i] = -1 - i;
    }
    printf("%d", strlen(arr));//结果为255
    return 0;
}

这里有一点，数据持续自减，到下限之后会循环

这里从-1开始减到-128 补码为1000 0000

再减1为 0111 1111 首位是0，则为正数，转换为127

再继续减小，到0时存在char类型的数组里，由ASCII表翻译为‘’

strlen计算长度为255，正好为char的数据区间

思路捋下来，也没明显的解决什么其实，但是这样对个人来说更方便理解

最让我感到惊奇的是数据加减处理时用到的补码，真是个神奇的东西，对于能把正数负数统一加法处理，这就是理科的魅力吧。

首先需要注意一点，浮点数和整数的内存使用视角不一样

int main()
{
    int n = 9;
    float* pn = (float*)&n;
    printf("%dn", n);//结果是9
    printf("%fn", *pn);//结果是0.000000
    *pn = 9.0; 
    printf("%dn", n);//结果是1091567616
    printf("%dn", *pn);//结果是0
    printf("%fn", *pn);//结果是9.000000
    //以浮点数的方式拿数据和存数据的方式和整形不一样
    return 0;
}

首先申请空间时的命名n 为整形，其使用内存中数据的角度时整形的存放

当我们取指针pn将其强制转化为浮点型的指针。*pn得到使用浮点型的视角

这里要和数据类型转换 float  m = （float）n；区分开，这是数据层面的转换，而不是内存视角

存储：

首先转化为二进制

        小数点后面的位数的转换是2的（-n）次方

        比如 5.5 为 2^2 + 2^0 + 2^(-1)   则其二进制表示为101.1

其次，根据IEEE规定，任意一个二进制浮点数可以表示称下面的形式：

如5.5，即101.1，首先为整数 s = 0；然后转化为1.011*2^2，则E为2；M为1.011

M总归可以进行移位到1.xxx所以可以把小数点前的1省略掉，直接存储后面

由于E可能为负数，因此为了确保E为正数，需要将E加上一个中间数

这是以浮点型视角进行内存的存储

我们回头继续看

int main()
{
    int n = 9;
    float* pn = (float*)&n;
    printf("%dn", n);//结果是9
    printf("%fn", *pn);//结果是0.000000
    *pn = 9.0; 
    printf("%dn", n);//结果是1091567616
    printf("%dn", *pn);//结果是0
    printf("%fn", *pn);//结果是9.000000
    //以浮点数的方式拿数据和存数据的方式和整形不一样
    return 0;
}

 当存入9的时候，整形的视角存入补码为0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1001

*pn 时为-1^0 * 2^(-127)*(1.000 0000 0000 0000 0000 1001) = 0.000000

*pn = 9.0时，存入的为-1^0 * 2^(127+3) * 1.001

内存中为 0100 0001 0001 0000 0000 0000 0000 0000

 因此为这个数

对于浮点数精度的解释，我现在并没有想的非常清楚，很明显它同时受e和m的限制，但是之后的使用中，小数点前后位数的权重，还要继续学习。