C语言进阶学习01

本文详细探讨了数据的存储原理,包括各种数据类型如整形、浮点数的内存表示,原码、反码和补码概念,以及大小端字节序的介绍。通过实例演示,讲解了如何判断系统字节序,并深入剖析了整形提升规则和浮点数在内存中的存储格式。

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本部分包含数据的存储。数据类型、整形在内存中的存储、浮点型在内存中的存储解析。

笔记部分:

  • 数据的存储
    • 数据类型详细介绍
      • 类型的意义
        • 1. 使用这个类型开辟内存空间的大小(大小决定了使用范围)。
        • 2. 决定所存放数据的格式。
      • 类型的基本归类
        • 整形家族:

        • 浮点数家族:

        • 构造类型:

        • 指针类型 :

        • 空类型:

    • 整形在内存中的存储:原码、反码、补码
      • 原码、反码、补码
        • 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。
        • 使用补码的原因: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。
      • 整形提升
        • 提升规则为:若最高位为“0”,则补全数据全为0;若最高位为“1”,则补全数据全为1
    • 大小端字节序介绍及判断
      • 大小端介绍
        • 大端小端的定义
          • 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。
        • 大端小端的意义
          • 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8bit。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。
        • 关于大端还是小端是根据操作系统决定的。在windows系统下,内存的地址都是从0开始往后排的但是数据本身就有高地址和低地址之分,所以数据的存储、数据的高位地址就在内存的高地址上面数据的低地址就在低地址
    • 浮点型在内存中的存储解析
      • 根据国际标准IEEE(电气和电子工程协会) 754,任意一个二进制浮点数V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。
      • 指数E从内存中取出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。
        • E全为0
          • 这时,浮点数的指数E等于1-127(或者1-1023)即为真实值。
        • E全为1
          • 这时,如果有效数字M全为0,表示±无穷大(正负取决于符号位s);

代码练习部分: 

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>

int check_system(int a)
{
	char* p = (char*)&a;
	/*if (*p == 1)
	{
		return 1;
	}
	else
	{
		return 0;
	}*/
	return *p;
	
}

int main()
{
	//数据的存储
	
	//设计一个程序来判断当前机器的字节序
	int a = 1;
	int ret = check_system(a);
	if (ret == 1)
	{
		printf("小端");
	}
	else
	{
		printf("大端");
	}

	//整形提升练习题

	//1.
	char b = -1;
	//11111111
	//11111111111111111111111111111111
	signed char  c = -1;
	//11111111
	//11111111111111111111111111111111
	unsigned char d = -1;
	//11111111
	//00000000000000000000000011111111
	printf("\nb=%d,c=%d,d=%d\n", b, c, d);

	//2.
	char e = -128;
	//10000000
	//10000000000000000000000010000000
	//11111111111111111111111101111111
	//11111111111111111111111110000000
	printf("%u\n", a);

	//3.
	char f = 128;
	printf("%u\n", a);

	//4.
	int g = -10;
	unsigned int h = 20;
	printf("%d", g + h);

	////5.死循环
	//unsigned int k=9;
	//for (;k > 0;k--)
	//{
	//	printf("%u\n", k);
	//}

	//6.
	char l[1000];
	for (int i = 0;i < 1000;i++)
	{
		l[i] = -1 - i;
	}
	printf("%d\n", strlen(l));

	//7.死循环
	for (unsigned char i = 0;i <= 255;i++)
	{
		printf("I'm fine");
	}

	//浮点型
	int m = 9;
	//00000000 00000000 00000000 00001001
	float* mf = &m;
	//0 00000000 00000000000000000001001
	printf("%d\n",m);
	printf("%f\n",*mf);
	
	*mf = 9.0;
	//0 10000010 00100000000000000000000


}

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