關于C語言中數據在內存中的存儲詳解
前言
1. 數據類型詳細介紹
2. 整形在內存中的存儲：原碼、反碼、補碼
3. 大小端字節(jié)序介紹及判斷
4. 浮點型在內存中的存儲解析
一、數據類型介紹
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.浮點型家族
float
double
3.構造類型
數組類型
結構體類型 struct
枚舉類型 enum
聯合類型 union
4.指針類型
int pi;
char pc;
float pf;
void pv;
5.空類型
void 表示空類型（無類型）
通常應用于函數的返回類型、函數的參數、指針類型
二、整型在內存中的存儲
1.原碼、反碼、補碼
計算機中的有符號數有三種表示方法，即原碼、反碼和補碼。
三種表示方法均有符號位和數值位兩部分，符號位都是用0表示“正”，用1表示“負”，而數值位
三種表示方法各不相同。
原碼:
直接將二進制按照正負數的形式翻譯成二進制就可以。
反碼:
將原碼的符號位不變，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的補碼
} //00000000 00000000 00000000 00010100 20的補碼
//100000000 00000000 00000000 00001010 兩者相加,因為int只有32位丟掉最前面的
2.內存中怎樣存儲
3.大小端字節(jié)序
1.大端小端的概念
大端（存儲）模式，是指數據的低位保存在內存的高地址中，而數據的高位，保存在內存的低地址中；
小端（存儲）模式，是指數據的低位保存在內存的低地址中，而數據的高位,，保存在內存的高地址中。
2.大小端字節(jié)序的由來
為什么會有大小端模式之分呢？這是因為在計算機系統(tǒng)中，我們是以字節(jié)為單位的，每個地址單元都對應著一個字節(jié)，一個字節(jié)為8bit。但是在C語言中除了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，對于位數大于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字節(jié)，那么必然存在著一個如果將多個字節(jié)安排的問題。因此就導致了大端存儲模式和小端存儲模式。
例如一個 16bit 的 short 型 x ，在內存中的地址為 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 結構是小端模式，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的補碼
printf("a=%d,b=%d,c=%d", a, b, c); //因為a是字符類型，所以發(fā)生截斷 111111111
return 0; //%d打印十進制，所以發(fā)生整形提升，按符號位來提升
} //11111111 11111111 11111111 11111111 -1的補碼，所以原碼為-1
//對于unsigned char來說 11111111 中1不是符號位所以高位補0
//00000000 00000000 00000000 11111111 所以為正數，原、反、補相同為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的補碼
//因為a是字符類型,所以發(fā)生截斷 10000000 a的值
//%u是打印無符號整形,所以發(fā)成整形提升
//11111111 11111111 11111111 10000000
//%u是無符號整形，所以原碼、反碼、補碼相同
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的補碼
//因為a是char類型，所以發(fā)生截斷 10000000 -a
//%u是打印無符號整形,所以發(fā)生整形提升,因為是char類型,所以高位是符號位
//11111111 11111111 11111111 100000000
//%u是無符號整形，所以原碼、反碼、補碼相同
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的補碼
} //00000000 00000000 00000000 00001010 10的原碼、反碼、補碼
//11111111 11111111 11111111 11110110 相加為補碼
//11111111 11111111 11111111 11110101 反碼
//10000000 00000000 00000000 00001010 補碼 為-10
代碼如下：
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
#include<Windows.h>
int main()
{
unsigned int i = 0; //此時打印完9 8 7 6 5 4 3 2 1 0減減為-1是無符號在內存中補碼是全部為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; //此時打印完9 8 7 6 5 4 3 2 1 0減減為-1是無符號在內存中補碼是全部為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，因為unsigned char取值范圍是0-255，所以for循環(huán)永遠成立
{
printf("bit\n");
}
return 0;
}
三、浮點型在內存中的存儲
1.浮點型怎么存儲
根據國際標準IEEE（電氣和電子工程協會） 754，任意一個二進制浮點數V可以表示成下面的形式：
1.(-1)^S * M * 2^E
(-1)^s表示符號位，當s=0，V為正數；當s=1，V為負數。
2.M表示有效數字，大于等于1，小于2。
3.2^E表示指數位。
舉例來說： 十進制的5.0，寫成二進制是 101.0 ，相當于 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。
十進制的-5.0，寫成二進制是 -101.0 ，相當于 -1.01×2^2 。那么，s=1，M=1.01，E=2。
IEEE 754規(guī)定： 對于32位的浮點數，最高的1位是符號位s，接著的8位是指數E，剩下的23位為有效數字M
2.浮點型存儲例題
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
以上就是今天要講的內容，本文僅僅簡單介紹了數據整形和浮點型在內存中的存儲，了解這個更能令我們了解數據怎么在內存中存儲。另外，如果上述有任何問題，請懂哥指教，不過沒關系，主要是自己能堅持，更希望有一起學習的同學可以幫我指正，但是如果可以請溫柔一點跟我講，愛與和平是永遠的主題，愛各位了。
到此這篇關于關于C語言中數據在內存中存儲的文章就介紹到這了,更多相關C語言數據在內存的存儲內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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