關(guān)于C語(yǔ)言中數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的存儲(chǔ)詳解
前言
1. 數(shù)據(jù)類型詳細(xì)介紹
2. 整形在內(nèi)存中的存儲(chǔ):原碼、反碼、補(bǔ)碼
3. 大小端字節(jié)序介紹及判斷
4. 浮點(diǎn)型在內(nèi)存中的存儲(chǔ)解析
一、數(shù)據(jù)類型介紹
1.類型的基本歸類
1.整形家族
char
unsigned char
signed char
short
unsigned short [int]
signed short [int]
int
unsigned int
signed int
long
unsigned long [int]
signed long [int]
2.浮點(diǎn)型家族
float
double
3.構(gòu)造類型
數(shù)組類型
結(jié)構(gòu)體類型 struct
枚舉類型 enum
聯(lián)合類型 union
4.指針類型
int pi;
char pc;
float pf;
void pv;
5.空類型
void 表示空類型(無(wú)類型)
通常應(yīng)用于函數(shù)的返回類型、函數(shù)的參數(shù)、指針類型
二、整型在內(nèi)存中的存儲(chǔ)
1.原碼、反碼、補(bǔ)碼
計(jì)算機(jī)中的有符號(hào)數(shù)有三種表示方法,即原碼、反碼和補(bǔ)碼。
三種表示方法均有符號(hào)位和數(shù)值位兩部分,符號(hào)位都是用0表示“正”,用1表示“負(fù)”,而數(shù)值位
三種表示方法各不相同。
原碼:
直接將二進(jìn)制按照正負(fù)數(shù)的形式翻譯成二進(jìn)制就可以。
反碼:
將原碼的符號(hào)位不變,其他位依次按位取反就可以得到了。
代碼如下:
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1 #include<stdio.h> int main() { int a = 20; //00000000 00000000 00000000 00010100 20的原碼、反碼、補(bǔ)碼相同 int b = -10; //10000000 00000000 00000000 00001010 10的原碼 printf("%d\n", a + b); //11111111 11111111 11111111 11110101 10的反碼 return 0; //11111111 11111111 11111111 11110110 10的補(bǔ)碼 } //00000000 00000000 00000000 00010100 20的補(bǔ)碼 //100000000 00000000 00000000 00001010 兩者相加,因?yàn)閕nt只有32位丟掉最前面的
2.內(nèi)存中怎樣存儲(chǔ)
3.大小端字節(jié)序
1.大端小端的概念
大端(存儲(chǔ))模式,是指數(shù)據(jù)的低位保存在內(nèi)存的高地址中,而數(shù)據(jù)的高位,保存在內(nèi)存的低地址中;
小端(存儲(chǔ))模式,是指數(shù)據(jù)的低位保存在內(nèi)存的低地址中,而數(shù)據(jù)的高位,,保存在內(nèi)存的高地址中。
2.大小端字節(jié)序的由來(lái)
為什么會(huì)有大小端模式之分呢?這是因?yàn)樵谟?jì)算機(jī)系統(tǒng)中,我們是以字節(jié)為單位的,每個(gè)地址單元都對(duì)應(yīng)著一個(gè)字節(jié),一個(gè)字節(jié)為8bit。但是在C語(yǔ)言中除了8bit的char之外,還有16bit的short型,32bit的long型(要看具體的編譯器),另外,對(duì)于位數(shù)大于8位的處理器,例如16位或者32位的處理器,由于寄存器寬度大于一個(gè)字節(jié),那么必然存在著一個(gè)如果將多個(gè)字節(jié)安排的問(wèn)題。因此就導(dǎo)致了大端存儲(chǔ)模式和小端存儲(chǔ)模式。
例如一個(gè) 16bit 的 short 型 x ,在內(nèi)存中的地址為 0x0010 , x 的值為 0x1122 ,那么 0x11 為高字節(jié), 0x22為低字節(jié)。對(duì)于大端模式,就將 0x11 放在低地址中,即 0x0010 中, 0x22 放在高地址中,即 0x0011 中。小端模式,剛好相反。我們常用的 X86 結(jié)構(gòu)是小端模式,而 KEIL C51 則為大端模式。很多的ARM,DSP都為小端模式。有些ARM處理器還可以由硬件來(lái)選擇是大端模式還是小端模式。
3.判斷系統(tǒng)是大端還是小端
代碼如下:
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1 #include<stdio.h> int FindKey(int i) { return *(char*)&i; } int main() { int i = 1; int ret = FindKey(i); if (ret == 1) { printf("小端!\n"); } else { printf("大端!\n"); } return 0; }
4.整形存儲(chǔ)的典型例題
代碼如下:
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1 #include<stdio.h> int main() { char a = -1; //10000000 00000000 00000000 000000001 -1的原碼 signed char b = -1; //11111111 11111111 11111111 111111110 -1的反碼 unsigned char c = -1; //11111111 11111111 11111111 111111111 -1的補(bǔ)碼 printf("a=%d,b=%d,c=%d", a, b, c); //因?yàn)閍是字符類型,所以發(fā)生截?cái)?111111111 return 0; //%d打印十進(jìn)制,所以發(fā)生整形提升,按符號(hào)位來(lái)提升 } //11111111 11111111 11111111 11111111 -1的補(bǔ)碼,所以原碼為-1 //對(duì)于unsigned char來(lái)說(shuō) 11111111 中1不是符號(hào)位所以高位補(bǔ)0 //00000000 00000000 00000000 11111111 所以為正數(shù),原、反、補(bǔ)相同為255
代碼如下:
int main() { char a = -128; //10000000 00000000 00000000 10000000 128的原碼 printf("%u\n", a); //11111111 11111111 11111111 01111111 128的反碼 } //11111111 11111111 11111111 10000000 128的補(bǔ)碼 //因?yàn)閍是字符類型,所以發(fā)生截?cái)?10000000 a的值 //%u是打印無(wú)符號(hào)整形,所以發(fā)成整形提升 //11111111 11111111 11111111 10000000 //%u是無(wú)符號(hào)整形,所以原碼、反碼、補(bǔ)碼相同
代碼如下:
int main() { char a = 128; //00000000 00000000 00000000 10000000 128的原碼 printf("%u\n", a); //01111111 11111111 11111111 01111111 128的反碼 } //01111111 11111111 11111111 10000000 128的補(bǔ)碼 //因?yàn)閍是char類型,所以發(fā)生截?cái)?10000000 -a //%u是打印無(wú)符號(hào)整形,所以發(fā)生整形提升,因?yàn)槭莄har類型,所以高位是符號(hào)位 //11111111 11111111 11111111 100000000 //%u是無(wú)符號(hào)整形,所以原碼、反碼、補(bǔ)碼相同
代碼如下:
int main() { int i = -20; //10000000 00000000 00000000 00010100 -20的原碼 unsigned int j = 10; //11111111 11111111 11111111 11101011 -20的反碼 printf("%d\n", i + j); //11111111 11111111 11111111 11101100 -20的補(bǔ)碼 } //00000000 00000000 00000000 00001010 10的原碼、反碼、補(bǔ)碼 //11111111 11111111 11111111 11110110 相加為補(bǔ)碼 //11111111 11111111 11111111 11110101 反碼 //10000000 00000000 00000000 00001010 補(bǔ)碼 為-10
代碼如下:
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1 #include<stdio.h> #include<Windows.h> int main() { unsigned int i = 0; //此時(shí)打印完9 8 7 6 5 4 3 2 1 0減減為-1是無(wú)符號(hào)在內(nèi)存中補(bǔ)碼是全部為1,i恒大于0 for (i = 9; i >= 0; i--) { printf("%u \n", i); Sleep(1000); } return 0; }
代碼如下:
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1 #include<stdio.h> #include<Windows.h> int main() { unsigned int i = 0; //此時(shí)打印完9 8 7 6 5 4 3 2 1 0減減為-1是無(wú)符號(hào)在內(nèi)存中補(bǔ)碼是全部為1,i恒大于0 for (i = 9; i >= 0; i--) { printf("%u \n", i); Sleep(1000); } return 0; }
代碼如下:
unsigned char i = 0; int main() { for (i = 0; i <= 255; i++) //死循環(huán)的打印bit,因?yàn)閡nsigned char取值范圍是0-255,所以for循環(huán)永遠(yuǎn)成立 { printf("bit\n"); } return 0; }
三、浮點(diǎn)型在內(nèi)存中的存儲(chǔ)
1.浮點(diǎn)型怎么存儲(chǔ)
根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEEE(電氣和電子工程協(xié)會(huì)) 754,任意一個(gè)二進(jìn)制浮點(diǎn)數(shù)V可以表示成下面的形式:
1.(-1)^S * M * 2^E
(-1)^s表示符號(hào)位,當(dāng)s=0,V為正數(shù);當(dāng)s=1,V為負(fù)數(shù)。
2.M表示有效數(shù)字,大于等于1,小于2。
3.2^E表示指數(shù)位。
舉例來(lái)說(shuō): 十進(jìn)制的5.0,寫成二進(jìn)制是 101.0 ,相當(dāng)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。
十進(jìn)制的-5.0,寫成二進(jìn)制是 -101.0 ,相當(dāng)于 -1.01×2^2 。那么,s=1,M=1.01,E=2。
IEEE 754規(guī)定: 對(duì)于32位的浮點(diǎn)數(shù),最高的1位是符號(hào)位s,接著的8位是指數(shù)E,剩下的23位為有效數(shù)字M
2.浮點(diǎn)型存儲(chǔ)例題
代碼如下:
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1 #include<stdio.h> int main() { int n = 9; float* pFloat = (float*)&n; printf("n的值為:%d\n", n); printf("*pFloat的值為:%f\n", *pFloat); *pFloat = 9.0; printf("num的值為:%d\n", n); printf("*pFloat的值為:%f\n", *pFloat); return 0; }
總結(jié)
以上就是今天要講的內(nèi)容,本文僅僅簡(jiǎn)單介紹了數(shù)據(jù)整形和浮點(diǎn)型在內(nèi)存中的存儲(chǔ),了解這個(gè)更能令我們了解數(shù)據(jù)怎么在內(nèi)存中存儲(chǔ)。另外,如果上述有任何問(wèn)題,請(qǐng)懂哥指教,不過(guò)沒(méi)關(guān)系,主要是自己能堅(jiān)持,更希望有一起學(xué)習(xí)的同學(xué)可以幫我指正,但是如果可以請(qǐng)溫柔一點(diǎn)跟我講,愛(ài)與和平是永遠(yuǎn)的主題,愛(ài)各位了。
到此這篇關(guān)于關(guān)于C語(yǔ)言中數(shù)據(jù)在內(nèi)存中存儲(chǔ)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C語(yǔ)言數(shù)據(jù)在內(nèi)存的存儲(chǔ)內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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