数据存储（含浮点数）

最新推荐文章于 2023-02-05 09:12:08 发布

shijieMT

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本文探讨了数据在计算机中的存储模式，包括类整型和浮点型。讨论了如何判断大端和小端字节序、有符号无符号数的存储与识别、无符号读取的影响、不同类型加法运算、-1作为无符号数对循环的影响，以及遇到''时循环的结束条件。同时，文章深入介绍了浮点数的表示方式，如32位和64位浮点数的结构，并通过例子解释了浮点数的二进制表示和转换过程。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

数据存储模式（类整型）

1.设计程序判断大端字节序和小端字节序


#include<stdio.h>
int main()
{
	int a = 1;//( 大端0x00 00 00 01 或 小端0x 01 00 00 00)
	char* b = (char*)&a;//将int* 强制转换为char*（ 大端0x00   小端0x 01 ）
	if (*b == 0)
	{
		printf("大端");
	}
	else
	{
		printf("小端");
	}
	return 0;
}

优化一下，封装成函数

int sys_check()
{
	int a = 1;
	if (*(char*)&a == 0)
	{
		return 0;
	}
	else
	{
		return 1;
	}
}
#include<stdio.h>
int main()
{
	//( 大端0x00 00 00 01 或 小端0x 01 00 00 00)
	int ret = sys_check();

	if (ret == 0)
	{
		printf("大端");
	}
	else
	{
		printf("小端");
	}
	return 0;

}

再优化一下

int sys_check()
{
	int a = 1;
	return *(char*)&a;
}
#include<stdio.h>
int main()
{
	//( 大端0x00 00 00 01 或 小端0x 01 00 00 00)
	int ret = sys_check();
	if (ret == 0)
	{
		printf("大端");
	}
	else
	{
		printf("小端");
	}
	return 0;

}

2.有无符号数的数据存储与数据识别

给了图片，方便看注释：

注：有符号数整型提升补符号位

3.无符号读取导致的数值改变

-128：

128：

4.不同类型的加法运算

都是int 不存在整型提升

5. -1变为无符号数对循环的影响

6.循环何时结束（遇到‘\0’）

int main()
{
    char a[1000];
    int i;
    for(i=0; i<1000; i++)
   {
        a[i] = -1-i;
   }
    printf("%d",strlen(a));
    return 0;
}

由上图可知，代码由1向上走至底部，从底部向上，直至发现“\0”停止

128+127=255

第256个字符为“\0”，打印的数字为255

整型最大值 INT_MAX

#include<limits.h>
INT_MAX;

右击INT_MAX，转到定义，可以查看各类型的范围

数据存储模式（浮点型）

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

请看下面一段代码

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;
}

（需要一段时间，耐心一些哦）

猜测一下会打印什么呢？

我们来看看打印结果：

这是为什么呢！？

相信看了下面的内容，你会知道其中的“奥秘”

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)^S * M * 2^E

(-1)^S表示符号位，当S=0，V为正数；当S=1，V为负数。

M表示有效数字，大于等于1，小于2。

2^E表示指数位。

5.5 （十进制）== 101.1（二进制）

（按照权重转换）

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

浮点数 S和M

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。

S=0，V为正数

S=1，V为负数。

浮点数 E（了解规则即可）

E不全为0或不全为1 这时，浮点数就采用下面的规则表示，

即指数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（1/2）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=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:

0 01111110 00000000000000000000000

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）；

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。

解释前面的题目：

为什么 0x00000009 还原成浮点数，就成了 0.000000 ？

将 0x00000009 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

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的小数由于指数E全为0，所以符合E全为0的情况。

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。

9.0 -> 1001.0 ->(-1)^01.0012^3 -> s=0, M=1.001,E=3+127=130

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

（第一次接触还是很有难度的，可以多次理解，反复有创造奇迹的力量）

XDM.下期见啦~