数据在内存中的存储------大小端字节序+char类型的取值范围篇

🐍相信大家初学编程对数据在内存中是怎么存储的有很多疑问与不解，今天我专门针对这些痛点做出了一些 解决与学习 办法，帮助大家来深入理解数据在内存中是怎么存储的，因为设计到的知识点比较干货，所以一定要认真看哟，保证你可以收获满满！！！

常见的数据类型有哪些？

• c语言里我们知道常用的数据类型有：

char      //字符类型（1个字节）
short     //短整型（2个字节）
int       //整型（4个字节）
long      //长整型（4个字节）
long long //长长整型（8个字节）
float     //浮点型（4个字节）
double    //双精度浮点型（8个字节）

• 划分这些内置数据类型有啥意义呢？
  1、我们使用上面某个内置类型的时候，在内存里开辟空间的大小不同
  2、如何看待内存的视角(假如我们用float创建了一个变量，那在内存里它就会认为我们创建了一个小数，假如我们用int创建了一个变量，那在内存里它就会认为我们创建了一个整数，其它以此类推)
  🐍注：通常我们创建的变量的地址都是数据类型的第一个字节的地址！！！

内存中原码、反码、补码是什么？（这个一定要理解！32位机器）

• 🐍只有负数才有原码、反码、补码的概念；正数的原码、反码、补码就是它本身代表的二进制序列！

原码：就是一个正常的整数的二进制序列。
反码：就是二进制序列的符号位（符号位就是二进制序列的第一位——0代表整数，1代表负数）不变，其它位 按位取反。
补码（事实上在内存里它存的就是这个数据的二进制补码形式）：就是反码 + 1。

• 原反补的概念其实就是数据在内存里的二进制序列
  • 首先来看一个整型的例子：

#include<stdio.h>
int main()
{
	int a = 10;
	//这是十进制的10，我们知道在计算机里它只能识别二进制 0 或 1 组成的数字
	//为了方便大家看，这里就把32位的二进制序列分为1个字节1个字节的形式啦
	//原码：00000000 00000000 00000000 00001010
	//反码：00000000 00000000 00000000 00001010
	//补码：00000000 00000000 00000000 00001010
	//因为10是正数，所以它的原反补就是它本身的二进制序列！
    int a = -10;
    //原码：00000000 00000000 00000000 00001010
    //反码：01111111 11111111 11111111 11110101
    //补码：01111111 11111111 11111111 11110110
    //因为-10是负数，所以以上的三个二进制序列就是它的原反补 的表现形式
    //在内存里存的就是它的补码：
    //补码：01111111 11111111 11111111 11110110
}

大小端字节序存储是什么？

• 我们在vs调试内存的时候是不是总是有一些疑问——比如拿10举例子：为什么我存进去的明明是——00000000 00000000 00000000 00001010 但内存里却显示0a 00 00 00（我们在内存里一般用十六进制表示形式）那就算是这样的话，那不也应该是——00 00 00 0a嘛！为什么跟我们想要的效果不一样？
  

• 这里面其实就涉及到了大小端字节序存储的概念：

  • 大端字节序存储：把一个数据的低位字节的内容 存放在 高地址处，高位字节的内容 存放在 低地址处。
  • 小端字节序存储：把一个数据的低位字节的内容 存放在 低地址处，高位字节的内容 存放在 高地址处。
  • 那什么是 高低 位字节内容呢？比如一个十进制数字234——4是个位、3是十位、2是百位，那很显然最右边的就是低位字节内容，而最左边的就是高位字节内容！
  • 既然都是大小端字节序存储了，那肯定都是以字节为单位的，请看下图：
    
    
  • 其实这里面是有一些故事背景存在的，感兴趣的朋友可以去看一下这个小说——《格列夫游记》

• 当了解了什么是大小端字节序存储了之后，那我们就可以写一个小程序 来判断一下当前机器是大端还是小端啦：

int check_sys(void) //函数无参
{
	//我们就用 1 来举例子，比较容易，因为只是判断一下是大端还是小端，别为难自己！！！
	int i = 1;
	//我们把 &i 强制类型转换成 char* 类型的，然后 *解引用 访问到 char*指针指向的那个对象的1个字节
	return (*(char*)&i); //如果返回的是 1 那就是小端，否则直接就是大端
}
int main()
{
	int  ret = check_sys( );
	if(ret==1)
	{
		printf("当前机器是小端\n");
	}
	else
	{
		printf("当前机器是大端\n");
	}
	return 0;
}

• 🐍相信到这里咱们应该就理解什么是大小端字节序存储了吧，如果哪里不懂的，也可以私信问我，看到了准儿 马上立刻 回答你！！！

char类型的取值范围是多少？

• 请看这个式子：char a = 128；
  这个式子乍一看没啥毛病，但实际上它是有毛病的。
  我们说char类型是 1 个字节的大小—那就是8个bit位，并且上面的那个表达式是有符号的。
  那么请看图：
  
  所以当char是有符号的char的时候，实际上它本身是存不进去128的，所以肯定会发生截断
  截断：数据字节大的内容，放到数据字节小的内容里，二进制位根据数据的大小进行截断
  注意：
  原码 - 按位取反得反码 - 反码+1得补码——我们简称这个过程叫 按位取反+1
  但是从补码到原码也可以用 按位取反+1来从补码得到原码，不过这里的按位取反就不是得到反码了，谁知道它得到的是什么呢？反正最后可以得到原码就对了！！！
  请看代码:

int main()
{
	char a = 128;
	// 128是一个十进制整数，它要放到char类型的空间里的话，必然会发生截断！
	//128的补码：00000000 00000000 00000000 10000000
	//这里128的二进制是32个bit位，但char类型的大小只能占有8个bit位，所以会发生截断！
	//截断后：10000000 - -128
	//然后我们又要用%d打印出来，那就会发生整型提升。
	//整型提升规则：如果是无符号数那高位直接补0；如果是有符号数，那它就会把高位的数看成符号位
	//然后直接按符号位补齐32个bit位
	//上边的char a默认是有符号的，所以它会把10000000中的1看成符号位，然后直接补齐。
	//补齐后：
	//11111111 11111111 11111111 10000000 - 补码
	//10000000 00000000 00000000 01111111 - 不是反码
	//10000000 00000000 00000000 10000000 - 原码           
	printf("%d\n",a); // 所以打印出来的就是-128
}

• 那其实无符号的char也是上面那个图展示的样子，只不过是没有符号位，所有的位，都代表值，那就不存在原反补的概念了，因为原反补都是它本身代表的二进制序列！！！
  • 那其实无符号char的取值范围就是0 - 255。

  00000000 - 0
  00000001 - 1
  …
  011111111 - 127
  10000000 - 128
  …
  11111111 - 255

  结语

  好啦，那今天讲的大小端字节序存储和char类型的取值范围，我应该也讲得差不多了！如果哪里不明白的一定要私信我，也可以纠正我的错误，反正别不吭声，只有交流才能共同进步，让我们共同进步吧那就！！！