目录
1. 数据类型详细介绍
整型类型:
字符型类型:
其它类型:
2. 整形在内存中的存储:原码、反码、补码
3. 大小端字节序介绍及判断
4. 浮点型在内存中的存储解析
有效数字M
指数E
1. 数据类型详细介绍
整型类型:
(每种整型类型都可分为无符号和有符号两种类型,不定义unsigned时默认是无符号的)
char 1字节,大多编译器默认为signed char unsigned char(范围0-255) signed char(范围-128-127) short 2字节 unsigned short signed short int 4字节 unsigned int signed int long (C标准规定字节大小long>=int)4字节 unsigned long signed long字符型类型:
float 4字节,单精度
double 8字节,双精度
long double(C99引入)12字节
其它类型:
构造类型:
数组类型 int a[3]的类型是 int [3]
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2. 整形在内存中的存储: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”,
而数值位负整数的三种表示方法各不相同,正数的原、反、补码都相同。
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。
数据存放内存中存放的是补码,在打印时则是转为原码。
例题1:
#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;
}
a: -1是整数存储在char发生截断内存中存的是1111 1111,以%d打印时发生整形提升以原类型(有符号类型)提升,左补1为11111111 11111111 11111111 11111111 转为原码是10000000 00000000 00000000 00000001 故打印a=-1,a,b和类型等价故都是-1。
c:-1存在c中同a,但是在以%d打印时整形提升(无符号类型)为00000000 00000000 00000000 11111111 是个正数,原反补相同故打印255.
例题2.
#includeint main() { char a = -128; printf("%un",a); return 0; }
-128是10000000 00000000 00000000 10000000 转为补码是11111111 11111111 11111111 11111111存在a截断为11111111,以%u形式打印,整形提升为11111111 11111111 11111111 11111111无符号数原反补相同,故打印4294967295。
其他例题:
3. #includeint main() { char a = 128; printf("%un",a); return 0; } //128存在a中是1000 0000 ,以%u打印 //先整形提升为11111111 11111111 11111111 10000000 //无符号数原反补相同,直接打印4294967168 4. 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 //-20原码是 10000000 00000000 00000000 0001 0100 //-20补码是 11111111 11111111 11111111 1110 1100 //10补码是 00000000 00000000 00000000 0000 1010 //补码运算得11111111 11111111 11111111 1111 0110 //转为原码 10000000 00000000 00000000 0000 1010 //故打印-10 5. unsigned int i; for(i = 9; i >= 0; i--) { printf("%un",i); } //当i=0时,i--,因为i是无符号整形, //故变成11111111 11111111 11111111 11111111 //是unsigned int类型的最大值,故这段代码将死循环 6. int main() { char a[1000]; int i; for(i=0; i<1000; i++) { a[i] = -1-i; } printf("%d",strlen(a)); return 0; } //对于char类型,arr[i]从-1递减到-128后再递减则得127,最后递减到0然后循环往复 // 的ASCII码值是0故打印的是128+127=255. 7. #include unsigned char i = 0; int main() { for(i = 0;i<=255;i++) { printf("hello worldn"); } return 0; } //对于unsigned char类型的i而言从0递增到255恰好是其类型的范围, //255再加一则是1 00000000发生截断,i又变成了0,故程序死循环
查看整形类型最值在头文件limits.h,浮点型最值=则在float.h
3. 大小端字节序介绍及判断
顾名思义是各个字节在内存中的存储顺序:
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)模式反之,常见的是小端存储模式。 用下面这个函数可以求出机器的存储模式,如果是大端则返回0,小端返回1。这是因为在小端存储中,i在内存中从第到高是01 00 00 00这样排序的,如果是大端则是00 00 00 01,利用char类型的指针解引用访问一个字节的特性可以判断。int check_sys()
{
int i = 1;
return (*(char *)&i);
}
4. 浮点型在内存中的存储解析 常见的浮点数: 3.14159 1E10表示1.0*10^10。 浮点型存储规则: 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。 例如:1.5表示为(-1)^0*1.1*2^0 S=0,M=1.1,E=0 5.0 ,写成二进制是 101.0 ,相当于 1.01×2^2 S =0, M=1.01 , E=2 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 。
有效数字M
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。
指数E
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 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。
指数
E
从内存中取出还可以再分成三种情况:
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:(单精度)0.5为 1.0*2^(-1),其E为-1+127=126,表示为01111110,而尾数1.0去掉整数部分为0,补齐M是23位0故其二进 制表示形式为:0 01111110 00000000 00000000 0000000
16进制表示为0x3f000000,查看内存如下
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。 E全为1 如果有效数字M全为0,表示±无穷大(正负取决于符号位s);



