關(guān)于C語言中數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的存儲詳解
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：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
1.原碼、反碼、補(bǔ)碼
計算機(jī)中的有符號數(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位和數(shù)值位兩部分，符號位都是用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,因為int只有32位丟掉最前面的
2.內(nèi)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(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）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
為什么會有大小端模式之分呢？這是因為在計算機(jī)系統(tǒng)中，我們是以字節(jié)為單位的，每個地址單元都對應(yīng)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(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(dǎo)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(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(bǔ)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(jìn)制，所以發(fā)生整形提升，按符號位來提升
} //11111111 11111111 11111111 11111111 -1的補(bǔ)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(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(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(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; //此時打印完9 8 7 6 5 4 3 2 1 0減減為-1是無符號在內(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; //此時打印完9 8 7 6 5 4 3 2 1 0減減為-1是無符號在內(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，因為unsigned 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
1.浮點(diǎn)型怎么存儲
根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)IEEE（電氣和電子工程協(xié)會） 754，任意一個二進(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。
舉例來說： 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： 對于32位的浮點(diǎn)數(shù)，最高的1位是符號位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，本文僅僅簡單介紹了數(shù)據(jù)整形和浮點(diǎn)型在內(nèi)存中的存儲，了解這個更能令我們了解數(shù)據(jù)怎么在內(nèi)存中存儲。另外，如果上述有任何問題，請懂哥指教，不過沒關(guān)系，主要是自己能堅持，更希望有一起學(xué)習(xí)的同學(xué)可以幫我指正，但是如果可以請溫柔一點(diǎn)跟我講，愛與和平是永遠(yuǎn)的主題，愛各位了。
到此這篇關(guān)于關(guān)于C語言中數(shù)據(jù)在內(nèi)存中存儲的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C語言數(shù)據(jù)在內(nèi)存的存儲內(nèi)容請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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