C语言- - 剖析数据在内存中的存储_c语言字符串存储在内存中的地址图-优快云博客

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前言

还记得之前的指针类文章，我说过数据在内存中的存储是倒着存的。那么为什么是倒着存的呢？今天我们就来剖析一下原理，找出这个问题的答案。
长文警告！

一、数据类型

我们先来复习常见的数据类型

char — —字符数据类型。占用 1 个字节
short — — 短整形。占用 2 个字节
int — — 整形。占用 4 个字节
long — — 长整形。在x64环境占 8 个字节，在x86环占 4 个字节
long long — —-更长的整形。C99独占，占 8 个字节
float — —单精度浮点型。占用 4 个字节
double — — 双精度浮点型。占用 8 个字节

那么，这么多数据类型，他们的意义是什么呢？
其实，当你使用某个数据类型时，实际上是向内存申请开辟某某个字节用来存储数据。

其中还能细分
char
unsigned char
signed char
…（其余的各种类型同理）

unsigned代表无符号型
signed代表有符号型

这里面，除了char的类型是未定义（取决于编译器）其他的比如int啊，long什么的都是默认signed类型。

那么，为什么要区分呢？
数据在存储时，我这举个例子：
比如温度。温度是有零下几度零上几度这一说的。这里以-5度与10度来举例。
int在内存中占 4 个字节，一个字节是八位（1 byte = 8 bit）所以要占32位
10000000000000000000000000000101(-5)
00000000000000000000000000001010(10)

这里：最高位代表的是符号位，1表示负数0表示正数。数据是这么存的，所以一共占用了2^31这么多位。

但是日常生活中总有那些没有负数的数据。比如身高，比如体重。他们就应该使用unsiged类型的数据。再举个例子比如身高是193cm
00000000000000000000000011000001(193)
因为unsigned是无符号型，所以最高位不用管是否是正负数，所以他一共会占用2^32这么多位。
所以，当你创建变量时，总是正数的变量应该使用unsigned类型比较规范。

1.构造类型

数组类型：
比如 int arr[3] 实际就是 int[3]，只是写法不同
结构体类型： struct
枚举类型： enum
联合类型：union

2.指针类型

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

3.空类型

void就是空类型，或者叫无类型。
通常用于函数的返回类型、函数的参数、指针类型
这里的返回类型指的是：函数无返回类型
函数的参数表示：函数不需要传递参数

其中void* 也被称为最万能的指针类型

二、整形在内存中的存储

1.原码、反码、补码

注：正整数原反补码均相同

首先，必须先知道一个重要的概念：数据在内存中是以二进制的数进行存储的，并且是以补码的形式进行存储的（这里浮点数除外吗，我么后面会谈论到）
原码：原码是一种直接表示数值的方法
反码：反码是一种用于简化二进制加减运算的表示方法
补码：补码是目前计算机系统中最常用来表示的方法

原码反码补码的运算规律是什么呢？
比如25 与 -25
25的原码：
00000000 00000000 00000000 00011001
0x 00 00 00. 19
反码：
00000000 00000000 00000000 00011001
补码：
00000000 00000000 00000000 00011001

-25的原码：
10000000 00000000 00000000 00011001
0x 80 00 00 19
反码：
11111111 11111111 11111111 11100110
0x FF FF FF E6
补码：
11111111 11111111 11111111 11100111
0x FF FF FF E7

总结一下规律：
除了正数外，原码就等于是数据本身，符号位为1
反码就是原码符号位不变，其他位按位取反
补码就是反码+1
反过来也一样，补码取反＋1就是原码
核心操作：取反+1

而对于二进制转16进制：
先写出十六进制的标识0x，
然后每四位二进制位计算一次，最后拼起来就是十六进制了

内存中存放的是二进制位，十六进制一般是因为二进制位看的不方便才显示的，本质上存放的是二进制位

对于整形来说：数据存放在内存中实际存的是补码。
为什么呢？

在计算机系统中，数值一律用补码来表示和存储。原因就是可以让符号位和数值域统一处理。
加减法也可以统一处理。然后，补码与原码互相转换其运算过程是相通的，不需要额外的硬件电路。

举个例子：
比如 1 - 1， 1- 1可以转换成1 + (-1)
1的补码： 00000000 00000000 00000000 00000001
-1的补码：11111111 11111111 11111111 11111111
让这俩相加：
11111111 11111111 11111111 11111111(+1)
得到1 00000000 00000000 00000000 00000000
变成33位了，但是最高位会抛弃，所以得到全零。同时这也是 0 的补码。