C语言进阶学习笔记之数据的存储（上）

🍋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（大小决定了使用的范围）。比如：如果使用char类型的变量就向内存中申请一个字节的空间。类型决定了使用这个类型所申请的空间的大小。
2.如何看待内存空间的视角。比如：int类型和float类型同样是占四个字节的内存空间，站在int类型的角度里面存放的是整型，站在float的角度里面存放的是浮点数。

🍒整型的基本归类

字符的本质是ASCII码值，是整型，所以划分到整型家族。对于整型int来说，int相当于signed int 有符号的整型。而char类型不同，char到底是signed char还是signed char标准是未定义的，取决于编译器的实现。

上图，如果a是无符号整型的话，符号位是1时，就是2^31次方。如果需要创建一个有正负数的就用int或者signed int，如果创建的数不需要正负，就用unsigned int。

🍒浮点型的基本归类

🍒构造类型（自定义类型）

数组类型
结构体类型 struct
枚举类型 enum
联合类型 union

int arr1[5]，去掉数组名arr1就是它的类型。int arr2[8]，去掉数组名，int [8]就是它的类型。可以看到每次换元素个数，就是一个新的数组类型。

🍒指针类型

int *pi;
char *pc;
float *pf;
void *pv;!

🍒空类型

void表示空类型（无类型）
通常应用于函数的返回类型、函数的参数、指针类型。

🍋整型在内存中的存储

数值有不同的表示形式，2进制、8进制、10进制、16进制

十进制的21，转换成二进制就是0b10101，转换成八进制就是025，十六进制就是0x15。

🍒原码、反码、补码

整数的二进制也有三种表示形式：
原码：根据一个数的正负直接用二进制写出来就是它的原码。
反码：原码符号位不变，数值位按位取反。
补码：反码加一就是补码。
前提：
1.正的整数，原码、反码、补码相同。
2.负的整数，原码、反码、补码，需要通过计算

在内存中到底存放的是原码、反码、还是补码呢？
来看看下面这个例子：

我们通过调试直接打开内存

查看a和b的地址
我们倒着读发现，整数内存中存放的是补码的二进制序列。
&a：
&b:

为什么数值在存放的过程中存放的是补码？
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。

🍒大小端字节序及其判断

上面看到的补码存放的二进制序列是倒着存放的。这是为什么呢？这就涉及到了大小端字节序的问题。

什么是大小端：
大端字节序（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；
小端字节序（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。

为什么会有大小端：
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。>如图：在内存中存放一个十六进制数字，在十六进制中一位等于二进制中四个比特位，两个十六进制位就等于八个比特，也就是一个字节，十六进制中就有四个字节，在内存中就涉及到字节的存放问题。我们可以看到，它在内存中可以储存的方式五花八门，但是会发现这样会很麻烦，所以最后只有两种储存方式。

设计一个小程序来判断当前机器的字节序。
解析：假设一个整型a等于1，那它存储在内存中就会是如下图所示的两种模式。我们可以看到，当取出a的第一个字节时，可能取出0或者1。取出的是1的时候说明此时的机器存储是小端模式；取出的是0时，则是大端模式。

代码如下：

#include<stdio.h>
int check_sys()
{
	int a = 1;
	return *(char*)&a;
}
int main()
{
	int ret = check_sys();
	if (ret == 1)
	{
		printf("小端\n");
	}
	else
	{
		printf("大端\n");
	}
	return 0;
}

实现效果：

🍒练习

知识先导：
整形提升是按照变量的数据类型的符号位来提升的。
有符号数和无符号数的内存：singned char取值范围是-127-128，unsigned char的取值范围是0-255。如下图所示。

接下来是几个练习，我们来看看以下的程序会输出什么？

练习一

#include <stdio.h>
int main()
{
    char a= -1;
    signed char b=-1;
    unsigned char c=-1;
    printf("a=%d,b=%d,c=%d",a,b,c);
    return 0;
}

这个程序输出的是什么？我们来看看。

解析：

练习二

#include <stdio.h>
int main()
{
    char a = -128;
    printf("%u\n",a);
    return 0;
}

解析：

练习三

#include <stdio.h>
int main()
{
    char a = 128;
    printf("%u\n",a);
    return 0;
}

解析：

写在最后🍎：码字不易，如果对你有帮助的话，给个三连或者关注一下吧🍰，感谢支持！📣