C语言进阶|C语言进阶——数据在内存中的存储 C语言进阶|c语言

目录
一、数据类型基本归类
1、整型家族
2、浮点数家族
3、构造类型（自定义类型）
4、指针类型
5、空类型
二、整型在内存中的存储：原码、反码、补码
三、大小端字节序介绍及判断
四、浮点型在内存中的存储
1、二进制浮点数表示形式
2、有效数字M和指数E的特别规定
（1）有效数字M
（2）指数E
五、练习
一、数据类型基本归类之前我们已经学习了基本的内置类型：

char//字符型
short//短整型
int//整型
long//长整型
long long//更长的整型
float//单精度浮点数
double//双精度浮点数

1、整型家族

char
unsigned char
signed char
short
unsigned short
signed short
int
unsigned int
signed int
【C语言进阶|C语言进阶——数据在内存中的存储】long
unsigned long
signed long

2、浮点数家族

float
double

3、构造类型（自定义类型）

数组类型
结构体类型 struct
枚举类型 enum
联合类型 union

4、指针类型

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

5、空类型

void表示空类型（无类型），通常用于函数的返回类型、函数的参数、指针类型。

二、整型在内存中的存储：原码、反码、补码计算机中的有符号数有三种表示方法：原码、反码、补码。
三种表示方法均有符号位和数值位两部分，符号位都是用0表示“正”，用1表示“负”，而数值位三种表示方法各不相同。

●原码：直接将二进制按照正负数的形式翻译成二进制就可以。
●反码：将原码的符号位不变，其他位依次按位取反就可以得到了。
●补码：反码+1
●正数的原、反、补码都相同。
●对于整数来说，数据存放内存中其实存放的是补码。

三、大小端字节序介绍及判断

●大端模式：
指数据的低位保存在内存的高地址中，而数据的高位保存在内存的低地址中。
●小端模式：
指数据的低位保存在内存的低地址中，而数据的高位保存在内存的高地址中。

例：请设计一个小程序来判断当前机器的字节序。

int main() { int a=1; char* p=(char*)&a; if(*p==1) printf("小端！\n"); else printf("大端！\n"); return 0; }

四、浮点型在内存中的存储 1、二进制浮点数表示形式

IEEE 754规定任意一个二进制浮点数可以表示成下面的形式：
●(-1)^S*M*2^E
●(-1)^s表示符号位，当s=0，V为正数；当s=1，V为负数
●M表示有效数字，大于等于1，小于2
●2^E表示指数位
●对于32位浮点数，最高的1位是符号位s，接着的8位是指数E，剩下的23位为有效数字M。

例：
十进制的5.0，二进制为101.0，相当于1.01*2^2。则s=0，M=1.01，E=2。
十进制的-5.0，二进制为-101.0，相当于-1.01*2^2。则s=1，M=1.01，E=2。
2、有效数字M和指数E的特别规定（1）有效数字M

M写成1.xxxxxxx的形式。
在计算机内部保存M时，默认这个数的第一位总是1，因此可以被舍去，只保存后面的xxxxxxx部分。

如：保存1.01时，只保存01，等待读取时，再把第一位的1加上去。这样可以节省1位有效数字。
（2）指数E

E为一个无符号整数（unsigned int）。
如果E为8位，它的取值范围为0~255；如果E为11位，它的取值范围为0~2047。
因此，IEEE 754规定，存入内存时E的真实值必须再加上一个中间数。
如果E为8位，中间数为127；如果E为11位，中间数为1023。

如：2^10的E是10，所以保存成32位浮点数，必须保存成10+127，即10001001。

E从内存中取出来还可以再分成三种情况：
●E不全为0或不全为1
指数E的计算值减去127（或1023）得到真实值，再将有效数字M前加上第一位的1。
如：0.5的二进制形式为0.1，由于规定正数部分必须为1，即将小数点右移1位，即1.0*2^(-1)，其阶码为-1+127=126，表示为01111110，而尾数1.0去掉整数部分为0，补齐0到23位，则其二进制表示形式为：
0 01111110 00000000000000000000000
●E全为0
E等于1-127（或者1-1023）即为真实值，有效数字M不再加上第一位的1，而是还原为0.xxxxx的小数。这样做是为了表示±0，以及接近于0的很小的数字。
●E全为1
如果有效数字M全为0，表示±无穷大（正负取决于符号位s）

例：

int main() { int n=9; float* pFloat=(float*)&n; printf("n的值为：%d\n",n); //9 printf("*pFloat的值为：%f\n",*pFloat); //0.000000 //n此时为整型,在内存中为00000000000000000000000000001001 //被作为浮点数时,0 00000000 00000000000000000001001,即+0.00000000000000000001001*2^(-126)*pFloat=9.0; printf("num的值为：%d\n",n); //1091567616 printf("*pFloat的值为：%f\n",*pFloat); //9.000000 //n此时为浮点数,在内存中为0 00000000 00000000000000000001001 //被作为整型时,00000000000000000000000000001001 return 0; }

五、练习例1：输出什么？

#include int main() { char a=-1; //11111111,认为第一位为符号位 signed char b=-1; //11111111,认为第一位为符号位 unsigned char c=-1; //11111111,unsigned不认为第一位为符号位，认为补码就是原码 printf("a=%d,b=%d,c=%d",a,b,c); //输出a=-1,b=-1,c=255 return 0; }

例2：输出什么？

//1 #include int main(） { char a=-128; printf("%u\n",a); //输出4294967168,%d才正确 return 0; } //2 #include int main(） { char a=128; printf("%u\n",a); //也输出4294967168,%d才正确 return 0; }

例3：输出什么？

int main() { int i=-20; unsigned int j=10; printf("%d\n",i+j); //输出-10 return 0; }

例4：输出什么？

int main() { unsigned int i; for(i=9; i>=0; i--)//无符号类型恒大于等于0,因此恒成立 { printf("%u\n",i); //死循环 } return 0; }

例5：输出什么？

int main() { char a[1000]; int i; for(i=0; i<1000; i++) { a[i]=-1-i; } //-1 -2 -3 ... -127 -128 127 126 ... 3 2 1 0 -1 -2 ... -127 -128 127... printf("%d",strlen(a)); return 0; }

例6：输出什么？