数据的存储_黑域不重启-优快云博客

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本文详细介绍了C语言中的数据类型，包括整型、浮点型、构造类型及指针类型，强调了数据类型在内存中以补码形式存储，并讨论了大小端模式对内存布局的影响。此外，还探讨了浮点数的存储规则，遵循IEEE 754标准，解释了浮点数转换中的差异。

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一、数据类型的介绍

我们前边已经介绍学习过了基本的内置类型以及他们所占的存储空间大小。n

char        //字符数据类型       1个字节
short       //短整型             2个字节
int         //整形              4
long        //长整型            4/8
long long   //更长的整形         8
float       //单精度浮点数       4
double      //双精度浮点数       8

那么这些类型有什么意义呢？

1. 使用这个类型开辟内存空间的大小（大小决定了使用范围）。

2. 如何看待内存空间的视角。

比如我如果使用char类型的话，相当于我向内存申请了1个字节，int的话就是4个字节。对于第二条，就是看待视角的问题，举个例子来说，int 和float 虽然都是4个字节，但是从他们的视角看存储的类型是不一样的，从int视角他就是个整形，float视角就是个单精度浮点数。

2.类型的基本归类

2.1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]

注意：字符在内存中存储的是ASCII码值，是整形，所以也在整形家族中。

2.2浮点数家族

float
double

2.3构造类型

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

2.4指针类型

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

2.5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。

void test(void)
{

}

int main()
{
    return 0;
}

// 第一个void表示函数不需要返回值，第二个void表示函数不需要传任何参数。

二、整形在内存中的存储

1.原码、补码和反码

计算机中的整数有三种 2 进制表示方法，即原码、反码和补码。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 ”。 正数的原、反、补码都相同。 负整数的三种表示方法各不相同

//数值有不同的表示形式
//2进制
//8进制
//10进制
//16进制


//整数的二进制表示
// 1.正的整数，原码、反码、补码相同
// 2.负的整数，原码、反码、补码是需要计算的。
//原码：直接通过正负的形式写出的二进制序列就是原码
//反码：原码的符号位不变，其他位按位取反的得到的就是反码
//补码：反码加1就是补码
例如20和-10它对应的原码、反码、补码就是下边这样子


#include<stdio.h>
int main()
{
	int a = 20;
	//20
	//00000000000000000000000000010100 -- 原码
	//0x00 00 00 14  --16进制
	//00000000000000000000000000010100 -- 反码
	//00000000000000000000000000010100 -- 补码
	int b = -10;    
	//10000000000000000000000000001010 -- 原码
	// 0x80 00 00 0a    --16进制
	//11111111111111111111111111110101 -- 反码
	//0xfffffff5        --16进制
	//11111111111111111111111111110110 -- 补码
	//0xfffffff6        --16进制
	return 0;
}

我们调试一下程序，在调试中打开内存，查找a的地址和b的地址

a的地址：

b的地址：

我们发现内存中存的是补码。

所以说数据在内存中存储的是它的补码，整数在内存中存放的是补码的二进制序列。这是因为

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。

但是我们发现它在存储的时候顺序有点不对劲，这是为啥呢？

2、大小端介绍

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。

为什么会有大小端模式之分呢？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8 bit 。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。

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。

2.3、练习

请简述大端字节序和小端字节序的概念，设计一个小程序来判断当前机器的字节序。

#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;
}

三、浮点型在内存中的存储

3.1浮点数

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

我们来看这个例子

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;
}

看这段代码，我们会认为输出的结果依次是9 9.0 9 9.0 ，但是我们运行发现输出的结果却是