C语言数据的类型以及在内存中的储存

hello，hello

友友们我来了，今天给大家介绍的是C语言的数据的相关内容。

C语言的内置数据类型包括：

1. short // 短整型
2. int // 整形
3. long int (int 可以省略)// 长整型
4. long long// 更长的整形
5. float // 单精度浮点数
6. double //双精度浮点数
7. char // 字符型

ps: C语言没有字符串类型

以上的几种数据类型又可以归为两类：

整数大类：

1. short, unsigned short,
2.  int, unsigned int,
3. long, unsigned long,
4. char, unsigned char

(char之所以被归结到整形我个人理解的是char类型存储在内存中的是ANSII码，也是整数)

浮点数大类：

1. float
2. double

除以上两大类以外：

还有构造大类， 指针大类以及空类型。

构造大类：

1. 数组类型（例如int arr[10]; 数组的类型就是int [10]）
2. 结构体类型 struct
3. 联合类型 union
4. 枚举类型 enum

指针大类：

1. int *pi;
2. char *pc;
3. float *pf;
4. void *pv; (任何指针都可以转化为viod*，同时viod* 也可以转化为任何指针，空指针不能直接解引用）

空类型：

1. void 表示空类型，常用于函数的返回类型，函数的参数， 指针类型

接下来就是重头戏啦 ~~

1.整数类型在内存中的存储

在计算机中，所有数字都是由二进制数来储存的

我们要想知道一个整数类型的变量在内存中怎么储存，我们首先要知道这个整数类型的变量占多少个字节（一个字节是八个比特位，一个比特位存放一个二进制数中的一位数字）

知道了以上内容之后，我们还需要了解原码，反码，补码的概念，才能明白地知道整形数据在内存中地储存

三种码都存在   符号位和非符号位，二进制数列的第一位为符号位，0表示正数，1表示复数。

1. 原码：第一位是符号位，后面的比特位将此数转换成二进制数的那一串二进制数 
2. 反码：在原码的基础上，符号位不变，其他位按位取反，得到反码
3. 补码：反码+1，可得到补码

讲到此处，插入一个知识点

对于整数类型，存在有符号和无符号两种类型

即

char               //是signed char还是unsigned char不确定，取决于编译器的实现

unsigned char

short              //默认为signed short

unsigned short

int                   //默认为signed int

unsigned int

long                //默认为signed long

unsigned long

有符号就是二进制码的最高位为符号位，不参与计数

无符号就是默认为正数，最高位也是数字位，参与计数

例如 signed char占一个字节，即八个比特，那么它在内存中的存放形式就是八位的二进制数

0 0 0 0 0 0 0 0        //转化为十进制数为0

0 0 0 0 0 0 0 1        //转化为十进制数为1

……

0 1 1 1 1 1 1 1         //转化为十进制数为127

1 0 0 0 0 0 0 0        //在计算机中直接被认为是-128，不是-0哦

……

1 1 1 1 1 1 1 1        //转化为十进制数为-1

• 由上面可知，signed char能表示的范围是-128~127（共256个数字）
• 如果是unsigned char，那么最高位将不表示符号，而是参与计数，那么unsigned  char能表示的范围就是0~255了（共256个数字）
• 对于整形数据来说，在计算机中存放的是它的补码，在计算机系统中，使用补码可以实现符号位和数字位的统一计算（CPU只有加法器）
• 正整数的原码，反码，补码相同
• 负整数的原码，反码，补码参照上面
• 当我们查看整形数在内存中的存放时，我们会发现与我们预期的有不同

2.大小端字节序存储

1. 大端字节序存储：把一个数据低字节处的数据存放在内存的高地址处，而数据的高位则存放在内存的低地址处
2. 小端字节序存储：把一个数据低字节处的数据存放在内存的低地址处，而数据的高位则存放在内存的高地址处

（VS2019使用的是小端字节序存储）

3.浮点数在内存中的存储

浮点数在内存中的储存与整形在内存中的储存有很大的差异

浮点数的存储规则：

1. 根据国际标准IEEE754(想了解更多参见IEEE 754_百度百科 (baidu.com))，任意一个浮点数可以表示成以下的形式：
2. (-1)^S * M * 2^E
3. (-1)^S表示符号位，当S=0，V为正数；当S=1，V为负数。
4. M表示有效数字，大于等于1，小于2。
5. 2^E表示指数位（E是一个无符号整数）

举个例子：5.5

转换成二进制数为   0101.1

S=0                             M=1.011                          E=2

也就是5.5就相当于(-1)^0 * 1.011 * 2^2

IEEE 745规定：

对于32位的浮点数（float）, 最高的1位是符号位S，接下来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（double），最高位的1位是符号位，接下来11位是指数E，剩下的52位位有效数字M

•  还有一些特殊规定，有效数字M都是以1开头，且小于2的，所以在储存的时候不储存小数点前的1，而是直接存放小数部分，这样可以节省以为有效数位，提高浮点数的精度
• 因为对于一个小数，不是总能找到一个完美的二进制数与之相同，那么此时浮点数就存在误差，由于64位的有效数字位多于32位的有效数字位，所以双精度浮点数的精准度高于单精度浮点数
• 因为存在误差，浮点数与一个数作比较时不能用关系符来比较，而是用他们差值的绝对值来与可接受最大误差作比较

对于指数E，因为它是无符号整数，那么它可以表示的范围是0~255，但是我们知道指数是可以出现负数的，所以再存入内存时E要加上一个中间数，32位的中间数时127，64位的中间数是1023，这是指数M存入内存中

如果要将指数E取出，又可分为三种情况：

E不全为0或1时：

将指数E减去中间数，再在有效数字M的前面加上一个1

E全为0时：

指数E等于1-中间值即为真实值，同时不再在有效数字M前加1,这样就表示接近于0的很小的数字或+0或-0

E为全1时：

如果此时即使有效数字M全为0，也表示的时正无穷或者负无穷

数据在内存中的储存就讲完啦，欢迎各位uu们提出改进的建议~