微信公众号搜"智元新知"关注
微信扫一扫可直接关注哦!

数据的存储

目录

1. 数据类型介绍

1.2.类型的基本归类

2. 整形在内存中的存储

2.1原码、反码、补码

2.2 大小端介绍

3. 浮点型在内存中的存储

3.1.浮点数存储规则


从本章开始就开始讲解c语言的进阶了,后面有些部分比较难理解,我会尽可能讲仔细。

1. 数据类型介绍

前面我们已经学习了基本的内置类型:

char
short
int
long
long long
float
double
//字符数据类型
//短整型
//整形
//长整型
//更长的整形
//单精度浮点数
//双精度浮点数

//C语言有没有字符串类型?

答案是没有的,我们只能用字符数组去存储字符串。

以及他们所占存储空间的大小。
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
我们来将这些类型分分类

1.2.类型的基本归类

1.整型:

char
short                        int
long                         long long

是不是很好奇,为什么连char类型也要归为整型类?

原因在于:char类型我们在内存中的存储是以ASCII码值存储的,而ASCII码对应的又是整数,故此我们将char类型归为整型类型。

另外整型又分为无符号整型和有符号整型:

unsigned  和  signed  

unsigned 叫做无符号类型,被unsigned修饰的没有负数,都认为整数。

signed 叫做有符号类型,被signed修饰的分正负号,认的是有符号整型。

2.浮点型

float
double
float为单精度,double为双精度,二者区别在于double的精度大于float。

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

4.指针类型

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

5.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

我们之前讲过一个变量的创建是要在内存中开辟空间的。空间的大小是根据不同的类型而决定的。
那接下来我们谈谈数据在所开辟内存中到底是如何存储的?

例如:

int a= 10;

int b=20;

int a分配了四个字节,那究竟是如何分配的呢?

我们必须了解几个概念

2.1原码、反码、补码

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。
三种表示方法均有符号位和数值位两部分,符号位1为负数,零位整数。、

数值位又要区分正负数:

正数的数值位原码,反码,补码都一样,

负数的数值位要将原码转成补码操作如下:

1.先将整数转化为二进制,也就是我们所说的原码。                2.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                        3.在补码的基础上+1就得到补码。

对于整形来说:数据存放内存中其实存放的是补码。

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,补码与原码相互转换,其运算过程是相同的,不需要额外的硬件电路。

 

 我们可以看到对于a和b分别存储的是补码。但是我们发现顺序有点不对劲。

2.2 大小端介绍

什么大端小端:
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。

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8 bit。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。

例如:一个 16bit 的 short 型 x ,在内存中的地址为 0x0010 , x 的值为 0x1122 ,那么 0x11 为高字节, 0x22 为低字节。对于大端模式,就将 0x11 放在低地址中,即 0x0010 中, 0x22 放在高地址中,即 0x0011 中。小端模式,刚好相反。我们常用的 X86 结构是小端模式,而 KEIL C51 则为大端模式。很多的ARM,DSP都为小端模式。有些ARM处理器还可以由硬件来选择是大端模式还是小端模式。

 如何判断计算机是如何存储的呢?

代码示例:

#include <stdio.h>
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");
    }
    return 0;
}

3. 浮点型在内存中的存储

常见的浮点数:
3.14159
1E10
浮点数家族包括: float、double、long double 类型。
浮点数表示的范围:float.h中定义。

int main()
{
    int n = 9;
    float *pFloat = (float *)&n;
    printf("n的值为:%d\n",n);
    printf("*pFloat的值为:%f\n",*pFloat);
    *pFloat = 9.0;
    printf("num的值为:%d\n",n);
    printf("*pFloat的值为:%f\n",*pFloat);
    return 0;
}

这个例子的结果又是多少呢?

 由此可见,浮点型在内存中的存储肯定与整型不同。

3.1.浮点数存储规则

num 和 *pFloat 在内存中明明是同一个数,为什么浮点数和整数的解读结果会差别这么大?
要理解这个结果,一定要搞懂浮点数在计算机内部的表示方法
详细解读:
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

 

原文地址:https://www.jb51.cc/wenti/3282306.html

版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点与技术仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌侵权/违法违规的内容, 请发送邮件至 dio@foxmail.com 举报,一经查实,本站将立刻删除。

相关推荐