深度剖析数据在内存中的存储

在学习数据存储之前，我们已经了解了一些基本内置类型以及他们所占空间的大小

 数据类型的意义是使用不同类型开辟内存空间的大小不同，这样可是将内存空间的使用效率最大化。

1 数据类型介绍

1.1 类型的基本归类

整型家族：

char 

unsigned char 

signed char 

short 

unsigned short [int] 

signed short [int]

int 

unsigned int 

signed int 

long 

unsigned long [int]

signed long [int]

（signed有符号和unsigned无符号的区别会在下文中具体介绍）

浮点数家族：

float

double

构造类型：

>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

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，空间的大小根据不同的类型而决定。

比如说

将为a分配4个字节的空间，但具体是如何存储的呢？这就要提到原码、反码、补码的概念。

2.1 原码、反码、补码

他们是计算机中整数的三种二进制表示方法，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得到反码。

补码：反码+1得到补码

整数在内存中存的是补码，原因是：

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。

2.2 大小端介绍

大端存储模式：数据的低位保存在内存的高地址中，高位保存在低地址中。（顺序存储 如11223344）

小端存储模式：低位存在低地址，高位存在高地址。

1234  1是高地址。

2.3 练习

练习1

输出结果：-1 -1 255

3 浮点型在内存中的存储

以浮点数的

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。

如：v=5.5——101.1    0.5是1/2即2的-1次方

=1.011*2^2        科学计数法（小数点左移2位）

=(-1)^0 * 1.011 * 2^2 

S——0    M——1.011  E——2

任何一个浮点数写出来，只有S M E会发生变化

float类型可以保存24个有效位，double类型52个

存M时 ，只存储小数点后面的部分

首先，E为一个无符号整数（unsigned int）

这意味着，如果E为8位，它的取值范围为0~255；如果E为11位，它的取值范围为0~2047。但是，我们知道，科学计数法中的E是可以出现负数的，

所以IEEE 754规定，存入内存时E的真实值必须再加上一个中间数，对于8位的E，这个中间数是127；

对于11位的E，这个中间数是1023。

比如，2^10的E是10，所以保存成32位浮点数时，必须保存成10+127=137，即 10001001。

E位全1

如果有效数字M全为0，表示±无穷大（正负取决于符号位s）