數(shù)據(jù)類型介紹

首先，對于我們C語言中的數(shù)據(jù)類型，大家應(yīng)該都有一個(gè)清晰的認(rèn)識吧！如果不記得也沒有關(guān)系哦~ 在這里來跟著小劉同學(xué)回顧一下吧！

關(guān)于數(shù)據(jù)類型，我們在前面已經(jīng)學(xué)習(xí)過了一些內(nèi)置數(shù)據(jù)類型，以及它們所占的內(nèi)存空間的大小，例如：

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

那，在這里，我們需要思考一個(gè)問題：在C語言中存在字符串類型嘛？

這個(gè)問題的答案需要大家自己去思考喲~（當(dāng)然，如果不知道的話可以私信小劉同學(xué)喲~

類型的意義：1.使用這個(gè)類型開辟的內(nèi)存空間的大小，也就是說類型決定了我們可以使用的空間的大小。2.如何看待內(nèi)存空間的視角。

類型的基本歸納

首先，當(dāng)然是我們經(jīng)常使用的整型類型家族啦！

整型家族

char //字符數(shù)據(jù)類型
    unsigned char //無符號字符型
    signed char //有符號字符型
short //短整型
     unsigned short[int] //無符號短整型
     signed short[int] //有符號短整型
int //整型
   unsigned int //無符號整型
   signed int //有符號整型
long //長整型
    unsigned long[int] //無符號長整型
    signed long[int] //有符號長整型

當(dāng)然，整型家族當(dāng)然是少不了我們的long long int 型的，但是由于更長長整型的分類與整型家族其他成員的分類是相似的，所以在這里我們不加贅述。

浮點(diǎn)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）

空類型通常應(yīng)用于函數(shù)的返回類型，函數(shù)的參數(shù)，指針類型。

整型在內(nèi)存中的存儲

首先，我們在之前的文章中談到過，變量的創(chuàng)建是要在內(nèi)存中開辟一部分空間的。而開辟的空間的大小是要根據(jù)不同的類型而決定的。那么，下面就跟著小劉同學(xué)一起來學(xué)習(xí)一下數(shù)據(jù)在它所開辟的內(nèi)存中究竟是如何進(jìn)行存儲的吧！

我們先來舉一個(gè)例子吧：

int a=10;
int b=-10;

我們知道，因?yàn)閍為int型，所以為a分配了4個(gè)字節(jié)的空間，那么，在內(nèi)存又該如何存儲吶？

要想了解這一點(diǎn)，我們先來明白幾個(gè)概念：

原碼，反碼，補(bǔ)碼

在計(jì)算機(jī)中的整數(shù)存在3種2進(jìn)制的表示方式：原碼、反碼、補(bǔ)碼。

這三種方法均存在符號位和數(shù)值位這兩個(gè)部分。符號位使用0表示'正'，使用1表示'負(fù)'。而數(shù)值位正數(shù)的原碼、反碼、補(bǔ)碼都相同。而負(fù)整數(shù)的三種表示方法都不相同。

原碼

直接將數(shù)值按照正負(fù)數(shù)的形式轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制的形式就可以得到原碼。

反碼

將原碼的符號位不變，其他位依次求反就可以得到反碼。

補(bǔ)碼

在反碼的基礎(chǔ)上+1就可以得到補(bǔ)碼。

對于整形來說，數(shù)據(jù)存放在內(nèi)存中其實(shí)是以補(bǔ)碼的形式存放的。（相信學(xué)過數(shù)電的小伙伴一定知道這是為什么。那么其他不知道所以然的小伙伴請自行百度詢問哦。

在vs里面我們可以看到a和b在內(nèi)存中的地址，但是，這樣看是不是有點(diǎn)不太對？

按照我們上面所講的內(nèi)容，列出a和b在內(nèi)存中存儲的二進(jìn)制形式再根據(jù)二進(jìn)制轉(zhuǎn)為十六進(jìn)制的規(guī)則，a和b在內(nèi)存中的存儲應(yīng)該是下圖所示的形式，那么為什么我們在VS的調(diào)試中會出現(xiàn)不一樣的結(jié)果吶？

int a=10;
//原碼：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010
//反碼：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010
//補(bǔ)碼：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010
// 00 00 00 0a
int b=-10;
//原碼：1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010
//反碼：1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0101
//補(bǔ)碼：1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1010 
//ff ff ff fa

這個(gè)時(shí)候，我們來再了解一個(gè)概念——大小端。

大小端

大小端指的是兩種不同的存儲方式。那么下面我們來詳細(xì)了解一下什么是大小端：

大端（存儲）模式：是指數(shù)據(jù)的低位數(shù)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)的低位數(shù)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。

當(dāng)然，大端存儲和小端存儲是根據(jù)編譯器的不同來決定的。

這樣子只看概念大家是否感到十分疑惑吶？下面，小劉同學(xué)給大家畫圖模擬一下大端存儲和小端存儲的基本情況吧！

這樣子，大家是不是對大端存儲和小端存儲有了一個(gè)基本的概念了解吶？

那么，大家現(xiàn)在是不是非常好奇自己目前使用的編譯器究竟使用了那種存儲方式吶？

下面請跟著小劉同學(xué)來判斷一下自己所使用的編譯器究竟是哪種存儲方式吧！

我們首先定義一個(gè)變量：int a=1;

int a=1;
//原碼：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001
//反碼：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001
//補(bǔ)碼：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001
//如果是大端存儲，返回的第一個(gè)字節(jié)一定為00 ——> 0
//如果是小端存儲，返回的第一個(gè)字節(jié)一定為01 ——> 1

完整代碼如下：

#include<stdio.h>
int chek_sys()
{
	int i = 1;
	return (*(char*)&i);
}
int main()
{
	int ret = chek_sys();
	if (ret == 1)
	{
		printf("小端\n");
	}
	else 
	{
		printf("大端\n");
	}
	return 0;
}

浮點(diǎn)數(shù)在內(nèi)存中的存儲

浮點(diǎn)數(shù)存儲的規(guī)則

首先，我們來舉一個(gè)例子

#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;
}

以上代碼執(zhí)行的結(jié)果為：

它這個(gè)結(jié)果好像和我們想象的結(jié)果不太一樣哎。這是為什么吶？在這里就不得不提一下浮點(diǎn)數(shù)在內(nèi)存中的存儲規(guī)則了。

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(gè)二進(jìn)制浮點(diǎn)數(shù)V可以表示成下面的形式：

• (-1)^S * M * 2E
• (-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)。
• M表示有效數(shù)字，大于等于1，小于2。
• 2^E表示指數(shù)位。

看到這里，大家是不是有很多的疑問和不理解？別急，下面小劉同學(xué)來為大家講解清楚。

要想理解上面的內(nèi)容，我們先來舉一個(gè)例子吧！

例如:9.5f

小數(shù)點(diǎn)后面的權(quán)重是2的-1次方，-2次方這樣子依次類推。

當(dāng)然，并不是所有的浮點(diǎn)數(shù)都可以表示出來的，有的浮點(diǎn)數(shù)是無法表示出來的，小數(shù)點(diǎn)后面的數(shù)無法精確表示，可能會出現(xiàn)精度缺失。

IEEE 754對有效數(shù)字M和指數(shù)E，還有一些特別規(guī)定。

前面說過， 1≤M<2 ，也就是說，M可以寫成 1.xxxxxx 的形式，其中xxxxxx表示小數(shù)部分。 IEEE 754規(guī)定，在計(jì)算機(jī)內(nèi)部保存M時(shí)，默認(rèn)這個(gè)數(shù)的第一位總是1，因此可以被舍去，只保存后面的xxxxxx部分。比如保存1.01的時(shí)候，只保存01，等到讀取的時(shí)候，再把第一位的1加上去。這樣做的目的，是節(jié)省1位有效數(shù)字。以32位浮點(diǎn)數(shù)為例，留給M只有23位，將第一位的1舍去以后，等于可以保存24位有效數(shù)字。

至于指數(shù)E，情況就比較復(fù)雜。

首先，E為一個(gè)無符號整數(shù)（unsigned int） 這意味著，如果E為8位，它的取值范圍為0~255；如果E為11位，它的取值范圍為0~2047。但是，我們知道，科學(xué)計(jì)數(shù)法中的E是可以出現(xiàn)負(fù)數(shù)的，所以IEEE 754規(guī)定，存入內(nèi)存時(shí)E的真實(shí)值必須再加上一個(gè)中間數(shù)，對于8位的E，這個(gè)中間數(shù)是127；對于11位的E，這個(gè)中間 數(shù)是1023。比如，2^10的E是10，所以保存成32位浮點(diǎn)數(shù)時(shí)，必須保存成10+127=137，即 10001001。

在我們已經(jīng)知道如何存儲浮點(diǎn)數(shù)后，我們再來學(xué)習(xí)一下如何將浮點(diǎn)數(shù)從內(nèi)存中取出。

指數(shù)E從內(nèi)存中取出還可以再分成三種情況：

E不全為0或不全為1

這時(shí)，浮點(diǎn)數(shù)就采用下面的規(guī)則表示，即指數(shù)E的計(jì)算值減去127（或1023），得到真實(shí)值，再將有效數(shù)字M前加上第一位的1。 比如： 0.5（1/2）的二進(jìn)制形式為0.1，由于規(guī)定正數(shù)部分必須為1，即將小數(shù)點(diǎn)右移1位，則為 1.0*2^(-1)，其階碼為-1+127=126，表示為01111110，而尾數(shù)1.0去掉整數(shù)部分為0，補(bǔ)齊0到23位00000000000000000000000，則其二進(jìn)制表示形式為:

//0 01111110 00000000000000000000000

E全為0

這時(shí)，浮點(diǎn)數(shù)的指數(shù)E等于1-127（或者1-1023）即為真實(shí)值， 有效數(shù)字M不再加上第一位的1，而是還原為0.xxxxxx的小數(shù)。這樣做是為了表示±0，以及接近于0的很小的數(shù)字。

E全為1

這時(shí)，如果有效數(shù)字M全為0，表示±無窮大（正負(fù)取決于符號位s）。

以上及是數(shù)據(jù)存儲的內(nèi)容。另外，關(guān)于數(shù)據(jù)存儲方面的一些補(bǔ)充和講解

到此這篇關(guān)于C語言深入探索數(shù)據(jù)類型的存儲 的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C語言數(shù)據(jù)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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