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關(guān)于C語(yǔ)言中數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的存儲(chǔ)詳解

 更新時(shí)間:2021年04月13日 09:14:41   作者:森明幫大于黑虎幫  
這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于C語(yǔ)言中數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的存儲(chǔ)的相關(guān)資料,文中通過(guò)示例代碼介紹的非常詳細(xì),對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值,需要的朋友們下面隨著小編來(lái)一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧

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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