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深度剖析数据在内存中的存储

C/C++/C# 更新时间: 发布时间: IT归档 最新发布 模块sitemap 名妆网 法律咨询 聚返吧 英语巴士网 伯小乐 网商动力

深度剖析数据在内存中的存储

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. 类型的基本归类: 整型家族:
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. 整型在内存中的存储 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”,而数值位
负整数的三种表示方法各不相同。

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。
正数的原、反、补码都相同。
对于整型来说:数据存放内存中其实存放的是补码。

原因:CPU只有加法器,在做相减运算的时候,1-1需要变为1+(-1),这也就用到了补码。

 请出我们的计算器,可以知道10的十六进制为0x00 00 00 0a,但我们可以看到内存中却是倒着存的,这便涉及到了计算机中的大端字节存储和小端字节存储。

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;通俗来讲,就是从左到右存储16进制的​​​​​​​。
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。从右到左存储16进制的。

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8 bit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。

3.无符号数和有符号数
#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;
}

1:第一步写出-1的原码反码补码

10000000  00000000 00000000 00000001    原码

111111111 111111111 111111111 111111110     取反(符号位不变)

111111111 111111111 111111111 111111111     补码

因为a是char类型,截断8个bit位

11111111

此时发生整型提升(最高位为符号位,补符号位,到32位)

11111111 11111111 11111111 11111111 补码

显然是-1

2:因为第一个char类型就是signed,有符号数,所以b打印也是-1

3:打印无符号整型 -1截断8位后是11111111 整型提升的时候默认最高位不是符号位,

所以整型提升变成 00000000 00000000 00000000 11111111 也就是这是个无符号数,原码反码补码一样,所以直接计算得出来是255,因此char类型的-1的无符号整数就是255。

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