数据在内存中的存储（了解大小端字节序&浮点数在内存中存储）详细~

目录

1、整数在内存中的存储

2、了解大小端字节序

2.0 为什么有大小端之分呢?

3、练习题

3.1 练习01

3.2 练习02

3.3 练习03

3.4 练习04

3.5 练习05

3.6 练习06

4、浮点数在内存中的存储

4.0 浮点数在计算机内部的表示方法

4.1 浮点数存的过程

4.2 浮点数取的过程

4.3 回到开始时示例的代码，分析：

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1、整数在内存中的存储

整数的2进制表示方法有三种，即原码、反码和补码

有符号的整数，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"，最高位的一位是被当做符号位，剩余的都是数值位。

正整数的原、反、补码都相同。

负整数的三种表示方法各不相同。

原码：直接将数值按照正负数的形式翻译成二进制得到的就是原码。

反码：将原码的符号位不变，其他位依次按位取反得到反码。

补码：反码+1就得到补码。

对于整型来说：数据存放内存中其实存放的是补码。

原因：使用补码，可以将符号位和数值域统一处理；

同时，加法和减法也可以统一处理（CPU只有加法器）此外，补码与原码相互转换，其运算过程是相同的，不需要额外的硬件电路。

2、了解大小端字节序

在计算机科学中，字节序或端序是指多字节数据在内存中的存储顺序。主要有两种字节序：大端字节序（Big-Endian）和小端字节序（Little-Endian）

大端（存储）模式： 是指数据的低位字节（LSB）内容保存在内存的高地址处，而数据的高位字节（MSB）内容，保存在内存的低地址处。

小端（存储）模式： 是指数据的低位字节（LSB）内容保存在内存的低地址处，而数据的高位字节（MSB）内容，保存在内存的高地址处。

✅示例： 

#include <stdio.h>
int main()
{
	int a = 0x11223344;

	return 0;
}

调试的时候，我们可以看到在a中的 0x11223344 这个数字是按照字节为单位，倒着存储的。

2.0 为什么有大小端之分呢?

产生原因：

在计算机系统中，我们是以字节为单位的，每个地址单元都对应着一个字节（8位）。然而，在C语言等编程语言中，除了8位的char类型外，还有16位的short型、32位的long型等数据类型。对于位数大于8位的处理器（如16位、32位或64位处理器），由于寄存器的宽度大于一个字节，因此必须解决如何将多个字节安排到内存中的问题。这就导致了大端模式和小端模式的产生。

应用场景：

我们常用的 X86 结构是小端模式，而KEIL C51 则为大端模式。很多的ARM，DSP都为小端模式。有些ARM处理器还可以由硬件来选择是大端模式还是小端模式。

1、硬件架构：不同的硬件架构可能采用不同的字节序方式。例如，Intel x86系列处理器采用的是小端模式，而MIPS、PowerPC等处理器则采用的是大端模式。
2、文件格式：在文件格式中，常常需要使用特定的字节序来表示数据。例如，BMP图像文件中，像素数据通常采用小端模式存储；而WAV音频文件中，样本数据则采用大端模式存储。
3、网络传输：在网络传输数据时，通常需要将数据转换成网络字节序（即大端模式），以确保在不同机器之间的传输中不会出现问题。因此，大多数协议规定了网络字节序应该采用大端模式。
4、数据库存储：在数据库中，常常需要对多字节数据类型进行排序和比较。由于不同的字节序方式会影响排序结果，因此在数据库设计中需要考虑字节序问题。

3、练习题

3.1 练习01

✅设计一个小程序来判断当前机器的字节序。

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