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1. 整数在内存中的存储
有符号整数的2进制表示方法有三种，即原码、反码和补码三种表示方法。它们均有符号位和数值位两部分，符号位0表示“正”，1表示“负”，最高位的一位被当做符号位，剩余的都是数值位。正整数的原、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转换成二进制得到原码。
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。
对于整形来说：数据存放内存中存放的是补码。在计算机系统中，数值一律用补码来表示和存储。因为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.大小端字节序和字节序判断
引例：
#include<stdio.h>
int main()
{
int a = 0x11223344;
return 0;
}
通过调试以上代码，可以看到在a中的0x11223344这个数字是按照字节为单位倒着存储的。
2.1 大小端的定义
超过一个字节的数据在内存中存储的时候，会有存储顺序的问题。按照不同的存储顺序，分为大端字节序存储和小端字节序存储。
大端（存储）模式：数据的低位字节内容保存在内存的高地址处，而数据的高位字节内容，保存在内存的低地址处。
小端（存储）模式：数据的低位字节内容保存在内存的低地址处，而数据的高位字节内容，保存在内存的高地址处。
2.2 大小端的意义
在计算机系统中，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 位。但在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，必然存在着如何将多个字节安排的问题。因此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 ，0x11 为高字节， 0x22 为低字节。对于大端模式，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。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 设计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;
}
1.取出 i 的地址
2.强制类型转换成 char* 后解引用，只取 i 的第一个字节的数据
3. 如果取出的是1，就是小端；取出的是0，就是大端。
3. 浮点数在内存中的存储
常见的浮点数：3.14159、1E10等，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
引例：
#include<stdio.h>
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;
}
运行结果
3.1 浮点数的存储
上面的代码中， num 和 *pFloat 在内存中明明是同一个数，但浮点数和整数的解读结果差别非常大。要理解这个结果，要搞清楚浮点数在计算机内部的表示方法。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：
IEEE 754规定：对于32位的浮点数，最高的1位存储符号位S，接着的8位存储指数E，剩下的23位存储有效数字M；对于64位的浮点数，最高的1位存储符号位S，接着的11位存储指数E，剩下的52位存储有效数字M。
3.2.1 浮点数存储过程
IEEE 754 对有效数字M和指数E，有一些特别规定。1≤M<2 ，就是说M可以写成 1.xxxxxx 的形式，其中 xxxxxx 表示小数部分。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，可以保存24位有效数字。
至于指数E，情况就比较复杂。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。
3.2.2 浮点数取出过程
指数E从内存中取出可以再分成三种情况：
E不全为0或不全为1
指数E的计算值减去127（或1023），得到真实值，再将有效数字M前加上第一位的1。比如：0.5 的二进制形式为0.1，由于规定正数部分必须为1，即将小数点右移1位，则为1.0*2^(-1)，其阶码为-1 127(中间值)=126，表示为01111110，而尾数1.0去掉整数部分为0，补齐0到23位00000000000000000000000，则其二进制表示形式为:
1 0 01111110 00000000000000000000000
E全为0
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
1 0 00000000 00100000000000000000000
E全为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）
1 0 11111111 00010000000000000000000
3.3 回到引例
9以整型的形式存储在内存中，得到如下二进制序列：
1 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1001
首先，将9的二进制序列按照浮点数的形式拆分，得到第一位符号位s=0，后面8位的指数 E=00000000，最后23位的有效数字M=000 0000 0000 0000 0000 1001。由于指数E全为0，所以符合E为全0的情况。因此，浮点数V就写成：V =(-1)^0×0.00000000000000000001001×2 ^(-126)=1.001×2^(-146)。显然，V是一个很小的接近于0的正数，所以用十进制小数表示就是0.000000。
第2环节，浮点数9.0，整数打印是 1091567616 。首先，浮点数9.0 等于二进制的1001.0，即换算成科学计数法是：1.001×2^3。所以：9.0 = (−1) ^0 *(1.001)*2^3。第一位的符号位S=0，有效数字M等于001后面再加20个0，凑满23位，指数E等于3+127=130，即10000010。所以写成二进制形式，应该是S+E+M，即
1 0 10000010 001 0000
这个32位的二进制数，被当做整数来解析的时候就是整数在内存中的补码，原码正是1091567616
*tips
1. 有些浮点数在内存中无法精确保存
2. double类型精度比float更高
3. 2个浮点数比较大小，直接使用==比可能存在问题
可以给一个精度，例如：
if ( f-5.6 >= 0.000001 ) && f-5.6 <= 0.000001 )
if ( abs ( f-5.6 ) <= 0.000001) //abs->stdlib.h，计算绝对值
总结
了解数据在内存中的存储有助于我们更好地理解计算机系统的工作方式，编写高效的程序。还可以提高代码效率、避免内存泄漏、提高代码可读性、可移植性和安全性。
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