前言

本文開始學習C語言進階的內(nèi)容了，進階內(nèi)容，是在基礎(chǔ)階段的內(nèi)容上進行拓展，有的知識點，在基礎(chǔ)階段也已經(jīng)學過。在進階內(nèi)容中，將從更深層次的角度去理解學習，本文主要內(nèi)容包括：

• 數(shù)據(jù)類型詳細介紹
• 整形在內(nèi)存中的存儲：原碼、反碼、補碼
• 大小端字節(jié)序介紹及判斷
• 浮點型在內(nèi)存中的存儲解析

1、數(shù)據(jù)類型介紹

在基礎(chǔ)階段已經(jīng)學習了基本的類型和存儲空間的大小。

知道了使用某個類型開辟內(nèi)存空間的大?。ù笮Q定了使用范圍）。

char //字符數(shù)據(jù)類型
short //短整型
int //整形
long //長整型
long long //更長的整形
float //單精度浮點數(shù)
double //雙精度浮點數(shù)

類型的基本歸類

整形家族

char
    unsigned char//無符號
    signed char//有符號
short
    unsigned short [int]//無符號
    signed short [int]//有符號
int
    unsigned int//無符號
    signed int//有符號
long
    unsigned long [int]//無符號
    signed long [int]//有符號

浮點數(shù)家族

float
double

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

指針類型

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

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

2、整形在內(nèi)存中的存儲

一個變量的創(chuàng)建是要在內(nèi)存中開辟空間的?？臻g的大小是根據(jù)變量的類型而決定的

//舉例
int a = 20;
int b = -10;

int 為整形，占用4個字節(jié)，下面將具體分析變量 a 的數(shù)值20 在內(nèi)存空間中是如何分配的

2.1 原碼、反碼、補碼

計算機中的整數(shù)有三種表示方法，即原碼、反碼和補碼：

• 原碼：直接將二進制按照正負數(shù)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
• **補碼：**反碼+1就得到補碼

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”
• 正整數(shù)數(shù)的原、反、補碼都相同
• 負整數(shù)的三種表示方法各不相同

注意，整數(shù)存放在內(nèi)存中的是補碼，操作符的對象都是補碼，最后打印的是原碼。

舉例說明數(shù)值的原碼、反碼、補碼，

//
int main()
{
	int a = 10;//正數(shù)
	00000000 00000000 00000000 00001010 原碼
	00000000 00000000 00000000 00001010 反碼
	00000000 00000000 00000000 00001010 補碼
	a在內(nèi)存中的存儲形式 00 00 00 0a
	int b = -10;//負數(shù)
	10000000 00000000 00000000 00001010 原碼
	11111111 11111111 11111111 11110101 反碼
	11111111 11111111 11111111 11110110 補碼=反碼+1
	b在內(nèi)存中存儲的數(shù)值 ff ff ff f6
	return 0;
}

a的數(shù)值在內(nèi)存中的存儲形式：

b的數(shù)值在內(nèi)存中的存儲形式：

在計算機系統(tǒng)中，數(shù)值一律用補碼來表示和存儲。原因在于，使用補碼，可以將符號位和數(shù)值域統(tǒng)一處理；

由于CPU只有加法器，加法和減法也可以統(tǒng)一處理，此外，補碼與原碼相互轉(zhuǎn)換，其運算過程是相同的，不需要額外的硬件電路。

下面將舉例說明，數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的操作是運用補碼而不是原碼的：

int main()使用補碼計算，打印的是原碼
{
	1-1//CPU只有加法器
	1+(-1)
	第一步：
	00000000 00000000 00000000 00000001  1補碼
	第二步：
	10000000 00000000 00000000 00000001  -1原碼
	11111111 11111111 11111111 11111110  -1反碼
	11111111 11111111 11111111 11111111  -1補碼
	第三步：補碼相加
	00000000 00000000 00000000 00000001  1補碼
	11111111 11111111 11111111 11111111  -1補碼
	結(jié)果是33位，超出范圍
   100000000 00000000 00000000 00000000 
	00000000 00000000 00000000 00000000   截斷32位為0

	如果使用原碼計算，結(jié)果是錯誤的
	00000000000000000000000000000001  1補碼
	10000000000000000000000000000001  -1原碼
	10000000000000000000000000000010  -2
}

2.2 大小端介紹

2.2.1 什么是大小端

• 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

2.2.2 大端和小端意義

• 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(yīng)著一個字節(jié)，一個字節(jié)為8bit
• 但是在C語言中除了8 bit的char之外，還有16 bit的short型，32 bit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何將多個字節(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

舉例說明大小端，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
• 對于小端模式，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。

int main()
{
	int a = 0x11223344;
	return 0;
}

低字節(jié)0x44擋在低地址中，因此是小端模式：

2.2.3 寫程序判斷字節(jié)序

設(shè)計一個小程序來判斷當前機器的字節(jié)序

int checksys()
{
	int a = 1;//00 00 00 01
	char* ch = (char*)&a;//char* 截斷字節(jié)，指針指向低地址數(shù)據(jù) 
	return *ch;//解引用，返回低地址數(shù)據(jù)
	//return *(char*)&a;//上面兩行代碼也可寫成一行代碼
}
int main()
{
	int a = checksys();
	if (a==1)//如果低地址保存的數(shù)據(jù)是1，即0x01，就是低字節(jié)
	{
		printf("小端\n");
	}
	else
	{
		printf("大端\n");
	}
	return 0;
}

總結(jié)

數(shù)據(jù)的存儲的學習還沒有結(jié)束。

下一篇內(nèi)容繼續(xù)學習數(shù)據(jù)的存儲相關(guān)的知識點。

到此這篇關(guān)于C語言數(shù)據(jù)的存儲超詳細講解上篇的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C語言 數(shù)據(jù)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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