2024年进阶C语言——数据的存储【详解】，2024年最新架构师花费近一年时间整理出来的大数据开发核心知识-优快云博客

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**浮点数家族：**



> 
> float  
>  double
> 
> 
> 


**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


**指针类型**



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


**空类型：**



> 
> void 表示空类型（无类型）  
>  通常应用于函数的返回类型、函数的参数、指针类型
> 
> 
> 


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## 2. 整形在内存中的存储


一个变量的创建是要在内存中开辟空间的。空间的大小是根据不同的类型而决定的。



> 
> 接下来我们看看数据在所开辟内存中到底是如何存储的？
> 
> 
> 


比如：

int a = 20;
int b = -10;


我们知道为 a 分配四个字节的空间。  
 那如何存储？  
 先了解下面的概念：


### 2.1 原码、反码、补码


计算机中的整数有三种2进制表示方法，即原码、反码和补码。  
 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 **正数的原、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就可以得到原码。
> 
> 
> 



> 
> **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反码。
> 
> 
> 



> 
> **补码**  
>  反码+1就得到补码。
> 
> 
> 


**对于整形来说：数据存放内存中其实存放的是补码。**  
 为什么呢？



> 
> 在计算机系统中，数值一律用补码来表示和存储。原因在于，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。
> 
> 
>

#include <stdio.h>
int main()
{
int a = 20;
//
//00000000000000000000000000010100 - 原码
//00000000000000000000000000010100 - 反码
//00000000000000000000000000010100 - 补码
//00000014

int b = -10;
//
//10000000000000000000000000001010 - -10的原码
//11111111111111111111111111110101 - -10的反码
//11111111111111111111111111110110 - -10的补码
//FFFFFFF6

return 0;

}


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调试后我们可以看到对于a和b分别存储的是补码。但是我们发现顺序有点不对劲。  
 这是又为什么？


### 2.2 大小端介绍


**什么大端小端：**



> 
> 大端（存储）模式，是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（存储）模式，是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
> 
> 
> 


画图演示：  
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**为什么有大端和小端：**



> 
> 为什么会有大小端模式之分呢？这是因为在计算机系统中，我们是以字节为单位的，每个地址单元 都对应着一个字节，一个字节为8 bit。但是在C语言中除了8 bit的char之外，还有16 bit的short 型，32 bit的long型（要看具体的编译器），另外，对于位数大于8位的处理器，例如16位或者32位的处理器，由于寄存器宽度大于一个字节，那么必然存在着一个如何将多个字节安排的问题。因 此就导致了大端存储模式和小端存储模式。  
>  例如：一个 16bit 的 short 型 x ，在内存中的地址为 0x0010 ， x 的值为 0x1122 ，那么 0x11 为 高字节， 0x22为低字节。对于大端模式，就将 0x11 放在低地址中，即 0x0010 中， 0x22 放在高 地址中，即 0x0011中。小端模式，刚好相反。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
> 
> 
> 


百度2015年系统工程师笔试题：



> 
> 请简述大端字节序和小端字节序的概念，设计一个小程序来判断当前机器的字节序。
> 
> 
>

//如果是大端返回0
//如果是小端返回1
#include <stdio.h>
int check_sys()
{
int i = 1;
return (*(char*)&i);
}
int main()
{
int ret = check_sys();
if (ret == 1)
{
printf(“小端\n”);
}
else
{
printf(“大端\n”);
}
return 0;
}


运行结果：  
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### 2.3 练习


**练习1**

//1.输出什么？
#include <stdio.h>
int main()
{
char a = -1;
//10000000000000000000000000000001 原码
//11111111111111111111111111111110 反码
//11111111111111111111111111111111 补码
//11111111 - 截断
//整型提升
//11111111111111111111111111111111
//11111111111111111111111111111110
//10000000000000000000000000000001 -1
signed char b = -1;
//signed char与 char结果一样
unsigned char c = -1;
//11111111 - 截断
//00000000000000000000000011111111无符号数高位直接补零
printf(“a=%d,b=%d,c=%d”, a, b, c);
return 0;
}


char的二进制序列计算  
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 有符号char的取值范围是 （-128~127）  
 无符号char的取值范围是 （0~255）  
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 **%d与%u的输出结果**

#include <stdio.h>
int main()
{
unsigned int num = -10;
//10000000000000000000000000001010 原码
//11111111111111111111111111110101 反码
//11111111111111111111111111110110 补码
//无符号数原码补码相同
printf(“%d\n”, num);
printf(“%u\n”, num);

return 0;

}


![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/0e902cf074ff431980435252c7a862c2.png)


![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/8d8049acc81e4a69b2e957e1b61e4aad.png)  
 **练习2**

#include <stdio.h>
int main()
{
char a = -128;
printf(“%u\n”, a);
return 0;
}


![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/0ff0a139ad1b40cea75b0f79530c7aae.png)  
 **练习3**

#include <stdio.h>
int main()
{
char a = 128;
printf(“%u\n”, a);
return 0;
}


运算过程与练习2的过程相似  
 运行结果  
 ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/5989fee13b9c4f11add9f0a126b2e13a.png)  
 **练习4**

#include <stdio.h>
int main()
{
int i = -20;
unsigned int j = 10;
//10000000 00000000 00000000 00010100
//11111111 11111111 11111111 11101011
//11111111 11111111 11111111 11101100 - (-20)补码
//00000000 00000000 00000000 00001010 - (10)原码
//11111111 11111111 11111111 11110110 - (i+j)结果，计算机的结果，是存在内存中，是补码
//10000000 00000000 00000000 00001010 - 补码变成原码
//计算结果 -10
printf(“%d\n”, i + j);
return 0;
}


**练习5**

#include <stdio.h>
#include <windows.h>
int main()
{
unsigned int i;
for (i = 9; i >= 0; i–)
{
printf(“%u\n”, i);
Sleep(1000);//单位是毫秒
}
return 0;
}


打印结果：  
 ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/142bdeb7e97146f58226ff18bcb6f8c7.png)



> 
> Sleep(1000)用来降低打印速度的头文件为#include <windows.h>
> 
> 
> 



> 
> unsigned 用来打印无符号数，所以当i=-1时，unsigned int i并不会认为i是一个负数，只会认为他是一个很大的正数，-1的补码为 **11111111111111111111111111111111**  
>  32个全一在计算机的值如下  
>  ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/b34676cdd1f44561b05d9c782229f189.png)
> 
> 
> 


**练习6**

#include <stdio.h>
//char 类型的取值范围是 -128~127
int main()
{
char a[1000];
int i;
for (i = 0; i < 1000; i++)
{
a[i] = -1 - i;
}
//-1 -2 -3 -4 -5 -6 …-127 -128 -129 … -998 -999 -1000
//char -1 -2 -3 -128 127 126 … 3 2 1 0 -1 -2 -3 … -128 127 …
//1000个值
printf(“%d”, strlen(a));
//strlen 求字符串长度，找到是\0，\0的ASCII码值是0.
return 0;
}


运行结果;  
 ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/9e018ad138bc4e0bbdc3993df317a1c2.png)  
 二进制加一减一的图解  
 ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/ec0adce01e8642c886d77740211290d1.png)  
 **练习7**

#include <stdio.h>
unsigned char i = 0;
//0~255
int main()
{
for (i = 0; i <= 255; i++)
{
printf(“hello world\n”);
}
return 0;
}



> 
> i的范围是0~255，所以循环里的内容恒成立，所以结果为死循环。
> 
> 
> 


## 3. 浮点型在内存中的存储


常见的浮点数：



> 
> 3.14159  
>  1E10  
>  浮点数家族包括： float、double、long double 类型。  
>  浮点数表示的范围：float.h中定义
> 
> 
> 


![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/1ded224a031c4d91b2580666672fdf73.png)



![img](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/4a80c7ecb1ac0932e81e55b32bc32e69.png)
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le、long double 类型。  
>  浮点数表示的范围：float.h中定义
> 
> 
> 


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