数据在内存中的存储（c数据类型）-优快云博客

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本文介绍了C语言中数据类型的存储，包括整型、浮点型、构造类型和指针类型。重点讲解了整型在内存中以补码形式存储，以及大小端字节序的概念。还探讨了隐式类型转换，如整形提升和算术转换，并给出了相关例题解释计算过程。

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一、数据类型：

整形家族：

char：unsigned char / signed char
short：unsigned short [int] / signed short [int]
int：unsigned int / signed [int]
long：unsigned long [int] / signed long [int]
long long：unsigned long long [int] / signed long long [int]

tips：字符类型在内存中的存储，是存储的字符类型对应的ASCII码，所以字符类型算作整形。

浮点型家族：

float：
double：

构造类型（自定义类型）：

数组：
结构体：
枚举：
联合体：

指针类型：

空类型：

二、整形在内存中的存储：

计算机中的整数有三种二进制表示方法，即：原码、反码、补码。

三种表示方法均有符号位和数值位，符号位用0表示“正”，用1表示“负”。正数的原、反、补相同，负数的原、反、补不同。而整形在内存中存储的就是整数的二进制补码，这样的作用是可以将符号位和数值位统一计算，省去硬件中多余的逻辑电路。

整形在内存中占4个字节，下面举例整形的二进制表示：

255的原码、反码、补码：

00000000 00000000 00000000 11111111 —— 原码

00000000 00000000 00000000 11111111 —— 反码

00000000 00000000 00000000 11111111 —— 补码

-1的原码、反码、补码：

10000000 00000000 00000000 00000001 —— 原码

11111111 11111111 11111111 11111110 —— 反码：符号位不变，其余位按位取反

11111111 11111111 11111111 11111111 —— 补码：反码+1

虽然整数在内存中以补码存储，但是读取时还是要转换回原码。补码转换为原码有两种方式：1. 补码 - 1，符号位不变，其余位按位取反；2. 符号位不变，其余位按位取反得到的二进制再 + 1

三、大小端字节序存储模式：

什么是大小端字节序存储模式？

大端（存储）模式：数据的低位字节存放在内存的高地址处，数据的高位字节存放在内存的低地址处。

小端（存储）模式：数据的高位字节存放在内存的高地址处，数据的低位字节存放在内存的高地址处。

如图：num = 0x11223344，在内存低地址处存放的是num的低位字节44，高地址处存放的num的高位字节11，可见此系统是以小端模式进行数据的存储的。

四、隐式类型转换：

这部分内容不算是数据在内存中存储的范畴，但是部分计算需要理解数据怎么在内存中进行存储的，才能知道结果是怎么得出的。

整形提升：

C语言中的整形运算符总是至少以缺省整形类型的精度来进行计算的，为了获得这个精度，表达式中的字符和短整形操作数在使用之前要被转换为普通整形，这种转换被成为整形提升。

如何进行整形提升？

整形提升是按照变量自身的数据类型的符号位来操作的，如果是有符号数：补齐符号位；如果是无符号数：补齐0。

算术转换：

如果某个操作符的各个操作数属于不同的类型，那么除非其中一个操作数转换为另一个操作数的类型，否则操作就无法进行。下面的层次体系称为寻常算术转换：当处于列表下方的操作数类型较低时，需向上转换。

long double

double

float

unsigned long int

long int

unsigned int

int

五、一些例题：

1.如何判断当前系统为大端存储模式还是小端存储模式，请写程序判断：

#include <stdio.h>

int judge_sys(int *value) {
	return *(char*)value;
}

int main() {
	int num = 1;
	if (judge_sys(&num)) {
		printf("小端\n");
	}
	else {
		printf("大端\n");
	}

	return 0;
}

2.请写出下列程序的输出：

#include <stdio.h>

int main() {
    char x = -128;
    printf("%u\n", x);

    return 0;
}

上面程序结果为：4294967168，计算过程如下：

（1）-128的补码：

10000000 00000000 00000000 10000000 —— 原码

11111111 11111111 11111111 01111111 —— 反码

10000000 00000000 00000000 10000000 —— 补码

（2）x为字符类型，只能访问一个字节的内存空间，所以x的值为：10000000。这过程也叫整形截断。

（3）以%u也就是无符号整形形式打印，x需要整形提升，x自身为有符号数，所以补齐符号位。

11111111 11111111 11111111 10000000 —— 补码

11111111 11111111 11111111 01111111 —— 反码

10000000 00000000 00000000 10000000 —— 原码

（4）以无符号形式打印原码，最后得到4294967168