C进阶（1）数据在内存中的存储（上）（数据类型、整型在内存的存储、原反补码、大小端、百度笔试）

1.使用这个类型开辟空间内存的大小（大小决定了使用范围）

int a= 0 ; 

系统申请四个字节给a，那么a就可以用这四个字节来表示一个整型数值，取值范围为-2147483648~2147483647。

2.如何看待内存空间的视角

int a = 0 ;
float b = 0 ;

系统给a与b都申请了四个字节，但是看待它们是不一样的，系统认为a是整型，b是单精度浮点型。

1.3.1 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]
注：[]是可省略的意思

1.3.2 浮点型家族

float
double

1.3.3 构造类型

数组类型
结构体类型 struct
枚举类型 enum
联合类型 union

1.3.4 指针类型

int   *pi;
char  *pc;
float *pf;
void  *pv;

1.3.5 空类型

void表示空类型
通常用于函数的返回类型、函数的参数、指针类型

一个变量的创建时在内存中开辟空间的。空间的大小是根据不同的类型决定的。

我们接下来将会解释数据在所开辟内存中到底是如何存储的。

例如：int a=10; 与 int b=-10;在内存中存储的方式与区别

2.1.1 计算机中整数的三种2进制表示方法

计算机中的整数有三种2进制表示方法，即原码、反码和补码。

2.1.2 原码、反码和补码的组成

原码、反码和补码均是有符号位和数值位两部分组成，符号位都是用0表示“正”，用1表示“负”。数值位正整数的原码、反码和补码都是一样的，而负整数的三种表示方法各不相同。

2.1.3 负整数的三种表示方法

原码：直接将数值按照正负数的形式翻译成二进制就可以得到原码

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反码

补码：反码+1得到补码

以-5为例
原码:10000000 00000000 00000000 00000101
反码:11111111 11111111 11111111 11111010
补码:11111111 11111111 11111111 11111011

2.1.4 数据存放内存中的其实是补码

为什么呢？

在计算机系统中，数值一律用补码来表示和存储。原因在于，使用补码，可以将符号位和数值域统一处理；

同时，加法和减法也可以统一处理（cpu只有加法器）此外，补码和原码相互转换的过程是相同的，不需要额外的硬件电路。

以-5为例，展示根据补码求原码的两种计算方法步骤：
-5的补码:11111111 11111111 11111111 11111011
1.根据求原码、反码和补码的方法逆用，来得出原码
补码-1=反码

反码:11111111 11111111 11111111 11111010

反码除符号位不变，其他位按位取反得到原码

原码:10000000 00000000 00000000 00000101
2.按照原码转换成补码的方法
符号位不变，其他位按位取反
100000000 00000000 00000000 00000100
加一得到原码
100000000 00000000 00000000 00000101
由此可见，结果是一样的。

加法和减法
6-5=1
6的补码即原码: 00000000 00000000 00000000 00000110
-5的补码:     11111111 11111111 11111111 11111011
             -----------------------------------
6-5的结果是:  00000000 00000000 00000000 00000001
存补码实现了加法和减法运算方法的统一，这样就不需要额外的减法器

它们的在内存中存储的顺序是像上面写的那样吗？

int a=5;
int b=-5;

 注：内存1是a地址，内存2是b地址。

由此可见，并非是按照正着放(00 00 00 05以5为例)的形式放的，而是数值的低位放在了低地址上，高位放在了高地址上

2.2.1 什么是大小端

大端[存储]模式:数据的低位放在内存的高地址中，数据的高位放在内存的低地址中（低放高，高放低）

小端[存储]模式:数据的低位放在内存的低地址中，数据的高位放在内存的高地址中（低放低，高放高）

                     0x11223344

    数据：高位-----<------低位

    内存:   地位----->------高位

2.2.2 为什么要有大端和小端

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16bit的short型，32bit的long型，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跟小端存储模式。

2.2.3 关于大端小端的练习

百度2015年系统工程师笔试题

请简述大端字节序和小端字节序的概念，设计以恶搞小程序来判断当前机器的字节序。

 分析：

int a = 1 ;

如果是小端那么就是

01 00 00 00

如果是大端那么就是

00 00 00 01

&a是int *类型

*(char*)&a

char*可以截取a地址值的前一个字节。

*(char*)&a=1的话就是小端，否则就是大端

#include
int check_sys()
{
    int i=1;
    return (*(char*)&i);
}
int main()
{
    int ret=check_sys();
    if(ret==1)
    {
        printf("小端n");
    }
    else
    {
        printf("大端n");
    }
    reurn 0;
}