浅谈数据在内存中的存储

1. 数据类型的介绍

大家都知道基本数据类型有以下几种：

char 字符数据类型
short 短整型
int 整形
long 长整型
long long 更长的整形
float 单精度浮点数
double 双精度浮点数

1.1 整形在内存中的存储

计算机中的整数有三种表示方法，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”，而数值位负整数的三种表示方法各不相同。
原码

直接将二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，其他位依次按位取反就可以得到了。

补码

反码+1就得到补码。

而正数的原码，反码，补码都相同
我们再看一下在内存中的存储：

在上图我们可以看出a,b都存储着他们的补码。
我们可以把a,b的二进制补码拿出来对比：

但他们的十六进制却是：

刚好和内存中的存储顺序相反。
这其实和我们的大小端存储有关。
那什么是大小端呢？

1.2 大小端介绍

什么是大小端

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。

为什么有大小端？

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。

2.浮点型在内存中的存储

我们常见的浮点型包括： float、double、long double 类型。

浮点数存储的例子：

输出结果为：

大家可以思考一下，为什么会输出这样的结果？
其实这和浮点数存储的规则有关。

2.1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：

1.(-1)^S * M * 2^E
2.(-1)^s表示符号位，当s=0，V为正数；当s=1，V为负数。
3.M表示有效数字，大于等于1，小于2。
4.2^E表示指数位。

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。
十进制的-5.0，写成二进制是 -101.0 ，相当于 -1.01×2^2 。那么，s=1，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。

2.2浮点数存储的例子

这样我们就可以理解下面这道题目了。

首先看*pFloat的值，我们把n的值强制转换为float值过后结果变成了0
n化为二进制等于：

然后我们根据浮点数存储规则可以得到指数E全为0，S等于0，M等于0.00000000000000000001001，最后得出结果为
V = 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。

再看例题的第二部分。
请问浮点数9.0，如何用二进制表示？还原成十进制又是多少？
首先，浮点数9.0等于二进制的1001.0，即1.001×2^3。

那么，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

这个32位的二进制数，还原成十进制，正是 1091567616 。

看到这里，不知道大家还有没有疑惑呢？新人作者，如有不足，希望大家多多包涵。