数据在内存中的存储

目录：

        1.数据类型介绍

             1.1.类型的基本归类    

        2.整型在内存中的存储

             2.1.原码，反码，补码

             2.2.大小端介绍

        3.浮点型在内存中的存储

             3.1.浮点数存储规则

             3.2实例分析

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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]

浮点数家族

float
double

构造类型：数组，结构，联合，枚举

> 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;

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2.整型在内存中的存储

2.1.原码，反码，补码

正数：原，反，补相同；

负数：原码，符号位不变，其他位按位取反得到反码，反码＋1得到补码。

对于整形来说：数据存放内存中其实存放的是补码。

但是在内存中存储顺序如何呢，先看如下代码

int main()
{
	int a = 20;
	int b = -10;

	return 0;
}

通过调试窗口的内存可以看到

a在内存中是这样的一种存放顺序，，我们发现顺序有点不对劲。 这是又为什么？

 2.2.大小端介绍

什么大端小端？

大端（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（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。

在vs编译器下，是小端存储模式

那么如何写一个小程序来判断当前机器的字节序？

可以以1举例，已经整数1在内存中的二进制补码为：00000000000000000000000000000001

化为16进制即为0x00000001

若是大端存储模式：00 00 00 01

若是小端存储模式：01 00 00 00

已经对char类型指针解引用可以访问一个字节，从而设计如下代码、

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

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3.浮点型在内存中的存储

常见的浮点数： 3.14159   1E10

浮点数家族包括： float、double、long double 类型。

浮点数表示的范围：float.h中定义。

3.1浮点数存储规则

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：

 举例来说： 十进制的5.0，写成二进制是 101.0 ，相当于 1.01×2^2 。 那么，按照上面V的格式，可以得出s=0，M=1.01，E=2。

IEEE 754规定： 对于32位的浮点数，最高的1位是符号位s，接着的8位是指数E，剩下的23位为有效数字M。

 对于64位的浮点数，最高的1位是符号位S，接着的11位是指数E，剩下的52位为有效数字M。

注意：IEEE 754对有效数字M和指数E，还有一些特别规定。

关于M

IEEE 754规定，在计算机内部保存M时，默认这个数的第一位总是1，因此可以被舍去，只保存后面的 xxxxxx部分。比如保存1.01的时 候，只保存01，等到读取的时候，再把第一位的1加上去。这样做的目的，是节省1位有效数字。以32位 浮点数为例，留给M只有23位， 将第一位的1舍去以后，等于可以保存24位有效数字。

关于E：E不全为0或不全为1

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的两种特殊情况

（1）E全为0：这时，浮点数的指数E等于1-127（或者1-1023）即为真实值， 有效数字M不再加上第一位的1，而是还原为0.xxxxxx的小数。这样做是为了表示±0，以及接近于 0的很小的数字。

（2）E全为1：这时，如果有效数字M全为0，表示±无穷大（正负取决于符号位s）;

3.2.实例分析

int main()
{
 int n = 9;
 float *pFloat = (float *)&n;
 printf("n的值为：%d\n",n);
 printf("*pFloat的值为：%f\n",*pFloat);
 *pFloat = 9.0;
 printf("num的值为：%d\n",n);
 printf("*pFloat的值为：%f\n",*pFloat);
 return 0;
}

分析：9在二进制中的补码为：000000000000000000000000000001001；

当以整数的形式存入到变量n中，再以整型的形式打印，那结果当然是9；创建的pFloat指针指向这块空间时，但解引用操作时，认为该数据为浮点型，因此以浮点型打印时，则需要用浮点型存储方式考虑。此时可划分为 0 （s）00000000(e)  00000000000000000001001(M)；则为：（-1）^0*0.000000000....1001*2^（-126）  %f打印保留六位小数，结果为0.000000;

当以浮点型存储进去，再以整型的形式取出来：9.0——二进制为：1001.0；（-1）^0*1.001*2^3

所以存储格式为：0 （s） 10000010(e)    (00100000000.....0000);

打印有符号整数结果则是一个很大的数字！！！