6、C语言的数据类型与数据存储_c语言中专门定义了一个数据类型来保存计算机的内存地址叫做-优快云博客

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本文围绕C语言展开，介绍了基本数据类型，包括整型和浮点型，阐述了整型的概念、修饰符、编码形式等，还说明了整型在数据中的存储，如补码存储、大端小端模式。同时详细讲解了浮点型在数据中的存储步骤，包括整数位和小数位转二进制等。

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一、基本数据类型：

1. 整型

概念：

表达整数类型的数据

语法：

int a = 123; // 定义了一个专门用来存储整数的变量a

需要注意的地方：

1. int 的本意是 integer，即整数的意思
2. int a 代表在内存中开辟一块小区域，称为 a，用来存放整数，a 一般被称为变量。
3. 变量 a 所占内存大小，在不同的系统中是不一样的，64位系统典型的大小是4个字节。
4. 变量 a 有固定的大小，因此也有取值范围，典型的范围是：-2147483648到2147483647

整型修饰符

1. short：用来缩短整型变量的尺寸，减少取值范围并节省内存，称为短整型
2. long：用来增长整型变量的尺寸，增大取值范围并占用更多内存，称为长整型
3. long long：用来增长整型变量的尺寸，增大取值范围并占用更多内存，称为长长整型
4. unsigned：用来去除整型变量的符号位，使得整型变量只能表达非负整数

short int a; // 短整型
long int b;  // 长整型
long long int c; // 长长整型
unsigned int e;  // 无符号整型
unsigned short int f; // 无符号短整型
unsigned long int g;  // 无符号长整型
unsigned long long int h; // 无符号长长整型

使用整型修饰符后，关键字 int 可以被省略：

short a; // 短整型
long b;  // 长整型
long long c; // 长长整型
unsigned e;  // 无符号整型
unsigned short f; // 无符号短整型
unsigned long g;  // 无符号长整型
unsigned long long h; // 无符号长长整型

符号位：

1. 有符号的整型数据，首位为符号位，0表示正数，1表示负数。
2. 无符号的整形数据，没有符号位。

编码形式：

1. 原码：正数直接使用二进制来表达，比如a=100，在内存中是 00…001100100
2. 补码：负数用绝对值取反加一来表达，比如a=-3，在内存中是11…1111111101
3. 注意负数的补码在取反加一的时候，符号位是不动的

溢出：超过数据所能表达的范围，称为溢出，就像汽车里程表，最大值和最小值是相邻的

进制：源码中可以使用八进制、十进制或十六进制，但实际数据在内存中一律是二进制

1. 十进制（默认），比如1099
2. 八进制，比如013
3. 十六进制，比如0x6FF0A

格式控制符

1. int 整型：%d
2. short 整型：%hd， h代表half，即一半的存储字节
3. long 整型：%ld
4. long long 整型：%lld
5. 显示不同进制的前缀: %#o、 %#x

2. 浮点型

概念：用来表达实数的数据类型

分类：

1. 单精度浮点型（float），典型尺寸是4字节
2. 双精度浮点型（double），典型尺寸是8字节
3. 长双精度浮点型（long double），典型尺寸是16字节
4. 占用内存越多，能表达的精度越高

float f1; // 单精度
double f2; // 双精度
long double f3; // 长双精度

浮点类型	最小精度	最大数值
float	10^{-37}10−37	10^{38}1038
double	10^{-307}10−307	10^{308}10308
long double	10^{-4931}10−4931	10^{4932}104932

二、整形在数据中的存储

1、前导

1、类型表示了各种数据形式

2、类型规定了数据所占内存空间的大小

3、类型规定了数据内存存储的模型

常量：

变量：命名规则：数字、字母、下划线组成，并且首字符不能为数字

常变量：const

类型	char	short	int	long	float	double
16位系统	1	2	2		4	8
32位系统	1	2	4	4	4	8
64位系统	1	2	4	8	4	8

内存：

物理内存（PM）效率低---MMAP------>虚拟内存（VM，一般大小为4个G）

形象化：

内存：类比教室通常大小为4G

内存单元：类比为一间教室，一个内存单元的大小是1byte=8bits

内存块：类比为几间门牌号连续的教室

内存地址：类比为教室的门牌号，通常内存地址使用十六进制表示（0x00000000~0xFFFFFFFF）

内存值：类比为教室里边的内容（内存值也可以是地址）

寻址：

根据地址找内存空间

2、数据如何存储

首先我们知道，变量再创建的时候，会向内存申请一片连续的空间，空间的大小由这个数据的类型来确定，就比如char类型会申请1个字节的空间，int类型会申请4个字节的空间，那么字节是什么？字节可以理解为内存的长度，1个字节又是8个比特位，那么比特位是什么我们将会进行详细的介绍！
例如：

int a = 10;
int b = -10;

这两个变量在内存中是如何进行存储的呢？
首先我们确实类型，是int型，那么变量a和b会向内存申请4个字节的空间来存放10和-10两个数字，那么10和-10再内存中是什么样子呢？

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010    //10
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0110    //-10

上面提到，1 个字节是 8 个比特位，4 个字节就是 32 个比特位，上面的代码就就可以显示出来，那么每一个 0 或 1 就是一个比特位，整型数据在内存中我们是以二进制码来进行存储的，那么-10 和 10 的区别很大！那是因为数据在内存中的存储，是以补码的形式进行存储的，这里就要引入一个概念，二进制码有原码，反码和补码。那么为什么10就是原来的形式呢，在二进制这三个码中，正数的原码，反码，补码都相同，但是负数就不一样了。

int a = 10;
// 原码：00000000000000000000000000001010
// 反码：00000000000000000000000000001010
// 补码：00000000000000000000000000001010

int b = -10;
// 原码：10000000000000000000000000001010
// 反码：11111111111111111111111111110101
// 补码：11111111111111111111111111110110

计算机中的整数有三种表示方法，即原码、反码、补码

原码：直接将十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，其他位取反即可得到

补码：反码 + 1

对于整型来说，数据在内存中是以补码的形式存放的。

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。

3、大端，小端的介绍

1. 大端模式存储：
  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。
2. 小端模式存储：
  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。

4、为什么有大端和小端：

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8bit的char之外，还有16bit的short型，32bit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果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。