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一、数据类型介绍
类型的基本归类
1.整形家族
2.浮点数家族
3.构造类型 #xff08;自定义类型#xff09;
4.指针类型
5.空类型
二、整形在内存中的存储
1.原码、反码、补码
1.1原码
1.2反码
1.3补码
1.4计算规则
2 .大小端介绍
三、浮点型在内存中的存…目录
一、数据类型介绍
类型的基本归类
1.整形家族
2.浮点数家族
3.构造类型 自定义类型
4.指针类型
5.空类型
二、整形在内存中的存储
1.原码、反码、补码
1.1原码
1.2反码
1.3补码
1.4计算规则
2 .大小端介绍
三、浮点型在内存中的存储
1.一个例子 2.浮点数存储规则 个人主页库库的里昂 CSDN新晋作者 欢迎 点赞✍评论⭐收藏✨收录专栏C语言进阶✨其他专栏代码小游戏、C语言初阶、C语言每日一练希望作者的文章能对你有所帮助有不足的地方请在评论区留言指正大家一起学习交流 【前言】 我们都知道在C语言中整型数据类型包括: char short int long long long 并且我们知道他们在内存中分别占12448个字节既然开辟了一定的空间我们就要物尽其用啊那么我们就要把想存的数据放入在对应的空间中啊既然存进去了那它又是怎么存的的呢接下来博主就和大家一起来讨论一下数据是如何在内存中的存储的。 一、数据类型介绍
前面我们已经学习了基本的内置类型
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 //双精度浮点数以及他们所占存储空间的大小。类型的意义 使用这个类型开辟内存空间的大小大小决定了使用范围。 如何看待内存空间的视角。 类型的基本归类
1.整形家族
charunsigned charsigned char
shortunsigned short [int]signed short [int]
intunsigned intsigned int
longunsigned long [int]signed long [int]
值得注意的是char类型也属于整型家族原因是
字符在内存中存储的是字符的ASCII码值ASCII码值是整型所以字符类型归类到整型家族。
另外char究竟是singed char还是unsigned charC语言标准并没有规定取决于编译器的底层实现。
2.浮点数家族
float
double
long double
3.构造类型 自定义类型 数组类型结构体类型 struct枚举类型 enum联合类型 union
4.指针类型
int *pi;
char *pc;
float* pf;
void* pv;//无具体类型的指针
5.空类型
void 表示空类型无类型 通常应用于函数的返回类型、函数的参数、指针类型。
void test(void)//test函数没有返回值且没有参数
{;
}
int main(void)
{;
}
//void通常可以省略
二、整形在内存中的存储
之前讲过一个变量的创建是要在内存中开辟空间的。空间的大小是根据不同的类型而决定的。 那接下来我们谈谈数据在所开辟内存中到底是如何存储的 1.原码、反码、补码
计算机中的整数有三种2进制表示方法即原码、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 正数的原、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翻译成二进制就可以得到原码。 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反码。 补码反码1就得到补码。 1.1原码
正数
5
二进制表示00000101
原码00000000 00000000 00000000 00000101负数
-5
二进制表示10000101
原码10000000 00000000 00000000 000001011.2反码 正数的原码、反码相等 负数原码除符号位全部变成相反数0-1
-5
反码11111111 11111111 11111111 111110101.3补码 正数的原码、反码、补码相等 -5
补码11111111 11111111 11111111 11111011负数在反码的基础上加1
对于整形来说数据存放内存中其实存放的是补码。
为什么呢 在计算机系统中数值一律用补码来表示和存储。原因在于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。 我们看看在内存中的存储 1.4计算规则
详细计算请看这里你不知道的隐式类型转换规则
需要注意的是 signed char的取值范围是-128到127unsigned char的范围是255. 我们可以看到对于a和b分别存储的是补码。但是我们发现顺序有点不对劲。 这是又为什么
2 .大小端介绍
什么是大端小端 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。 为什么有大端和小端 为什么会有大小端模式之分呢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8 bit。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。 例如一个 16bit 的 short 型 x 在内存中的地址为 0x0010 x 的值为 0x1122 那么 0x11 为高字节 0x22 为低字节。对于大端模式就将 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。我们常用的 X86 结构是小端模式而 KEIL C51 则为大端模式。很多的ARMDSP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。 百度2015年系统工程师笔试题 请简述大端字节序和小端字节序的概念设计一个小程序来判断当前机器的字节序。 代码示例
#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;
}
三、浮点型在内存中的存储
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 1.一个例子
#includestdio.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;
}
输出结果 2.浮点数存储规则
num 和 *pFloat 在内存中明明是同一个数为什么浮点数和整数的解读结果会差别这么大 要理解这个结果一定要搞懂浮点数在计算机内部的表示方法。 详细解读 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S0V为正数当S1V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。 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S0M1.01E2。 十进制的-5.0写成二进制是 -101.0 相当于 -1.01×2^2 。那么S1M1.01E2。
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。 IEEE 754对有效数字M和指数E还有一些特别规定。 前面说过 1≤M2 也就是说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舍去以后等于可以保存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。但是我们知道科学计数法中的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10127137即10001001。 然后指数E从内存中取出还可以再分成三种情况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 0.51/2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-1127126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。 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 解释前面的题目
下面让我们回到一开始的问题为什么 0x00000009 还原成浮点数就成了 0.000000 首先将 0x00000009 拆分得到第一位符号位s0后面8位的指数 E00000000 最后23位的有效数字M000 0000 0000 0000 0000 1001。 9 - 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1001 由于指数E全为0所以符合上一节的第二种情况。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。
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 - s0, M1.001,E3127130 那么第一位的符号位s0有效数字M等于001后面再加20个0凑满23位指数E等于3127130即10000010。
所以写成二进制形式应该是sEM即 0 10000010 001 0000 0000 0000 0000 0000 这个32位的二进制数还原成十进制正是 1091567616 。
四、《深入理解计算机系统》
关于上面的知识在很多书籍上都有讲解这里我推荐一本书《深入理解计算机系统》
《深入理解计算机系统英文版·第3版》是2017年机械工业出版社出版图书作者[美] 兰德尔 E.布莱恩特Randal E. Bryant大卫 R. 奥哈拉伦David R. OHallaron。 本书是一本将计算机软件和硬件理论结合讲述的经典教材内容涵盖计算机导论、体系结构和处理器设计等多门课程。本书最大的特点是为程序员描述计算机系统的实现细节通过描述程序是如何映射到系统上以及程序是如何执行的使读者更好地理解程序的行为找到程序效率低下的原因。 感兴趣的朋友强烈建议学习一下相信你一定会收获满满 好了关于数据在内存中的存储就讲到这里了这篇文章是C语言进阶的开头篇感兴趣的朋友们可以订阅专栏感谢支持 文章转载自： http://www.morning.xqgtd.cn.gov.cn.xqgtd.cn http://www.morning.nhzzn.cn.gov.cn.nhzzn.cn http://www.morning.kmrgl.cn.gov.cn.kmrgl.cn http://www.morning.dtlqc.cn.gov.cn.dtlqc.cn http://www.morning.ytmx.cn.gov.cn.ytmx.cn http://www.morning.xctdn.cn.gov.cn.xctdn.cn http://www.morning.mhybs.cn.gov.cn.mhybs.cn http://www.morning.kzpxc.cn.gov.cn.kzpxc.cn http://www.morning.ngcsh.cn.gov.cn.ngcsh.cn http://www.morning.jqjnl.cn.gov.cn.jqjnl.cn http://www.morning.bpmnc.cn.gov.cn.bpmnc.cn http://www.morning.mgmqf.cn.gov.cn.mgmqf.cn http://www.morning.qdsmile.cn.gov.cn.qdsmile.cn http://www.morning.ldcsw.cn.gov.cn.ldcsw.cn http://www.morning.kqnwy.cn.gov.cn.kqnwy.cn http://www.morning.mwzt.cn.gov.cn.mwzt.cn http://www.morning.stsnf.cn.gov.cn.stsnf.cn http://www.morning.ktcrr.cn.gov.cn.ktcrr.cn http://www.morning.jpjxb.cn.gov.cn.jpjxb.cn http://www.morning.bxsgl.cn.gov.cn.bxsgl.cn http://www.morning.qrqdr.cn.gov.cn.qrqdr.cn http://www.morning.nrqtk.cn.gov.cn.nrqtk.cn http://www.morning.jpjxb.cn.gov.cn.jpjxb.cn http://www.morning.yrdkl.cn.gov.cn.yrdkl.cn http://www.morning.yrjfb.cn.gov.cn.yrjfb.cn http://www.morning.xrct.cn.gov.cn.xrct.cn http://www.morning.sqhtg.cn.gov.cn.sqhtg.cn http://www.morning.byshd.cn.gov.cn.byshd.cn http://www.morning.bcnsl.cn.gov.cn.bcnsl.cn http://www.morning.kzcfp.cn.gov.cn.kzcfp.cn http://www.morning.dqcpm.cn.gov.cn.dqcpm.cn http://www.morning.xnfg.cn.gov.cn.xnfg.cn http://www.morning.htrzp.cn.gov.cn.htrzp.cn http://www.morning.nsppc.cn.gov.cn.nsppc.cn http://www.morning.zdsqb.cn.gov.cn.zdsqb.cn http://www.morning.rkck.cn.gov.cn.rkck.cn http://www.morning.fjlsfs.com.gov.cn.fjlsfs.com http://www.morning.nwclg.cn.gov.cn.nwclg.cn http://www.morning.rqwmt.cn.gov.cn.rqwmt.cn http://www.morning.tgqzp.cn.gov.cn.tgqzp.cn http://www.morning.wqsjx.cn.gov.cn.wqsjx.cn http://www.morning.jgcxh.cn.gov.cn.jgcxh.cn http://www.morning.mhxlb.cn.gov.cn.mhxlb.cn http://www.morning.rrqgf.cn.gov.cn.rrqgf.cn http://www.morning.bryyb.cn.gov.cn.bryyb.cn http://www.morning.pamdeer.com.gov.cn.pamdeer.com http://www.morning.bhmnp.cn.gov.cn.bhmnp.cn http://www.morning.rfdqr.cn.gov.cn.rfdqr.cn http://www.morning.fxzw.cn.gov.cn.fxzw.cn http://www.morning.xxlz.cn.gov.cn.xxlz.cn http://www.morning.lmhwm.cn.gov.cn.lmhwm.cn http://www.morning.skfkx.cn.gov.cn.skfkx.cn http://www.morning.gkmwk.cn.gov.cn.gkmwk.cn http://www.morning.jpjpb.cn.gov.cn.jpjpb.cn http://www.morning.qmxsx.cn.gov.cn.qmxsx.cn http://www.morning.pwwdp.cn.gov.cn.pwwdp.cn http://www.morning.kzpy.cn.gov.cn.kzpy.cn http://www.morning.smyxl.cn.gov.cn.smyxl.cn http://www.morning.gtqx.cn.gov.cn.gtqx.cn http://www.morning.nlgmr.cn.gov.cn.nlgmr.cn http://www.morning.wbfly.cn.gov.cn.wbfly.cn http://www.morning.tkryt.cn.gov.cn.tkryt.cn http://www.morning.hlhqs.cn.gov.cn.hlhqs.cn http://www.morning.spxsm.cn.gov.cn.spxsm.cn http://www.morning.skscy.cn.gov.cn.skscy.cn http://www.morning.tgcw.cn.gov.cn.tgcw.cn http://www.morning.gxfzrb.com.gov.cn.gxfzrb.com http://www.morning.nxbsq.cn.gov.cn.nxbsq.cn http://www.morning.yqwrj.cn.gov.cn.yqwrj.cn http://www.morning.qrsrs.cn.gov.cn.qrsrs.cn http://www.morning.wnrcj.cn.gov.cn.wnrcj.cn http://www.morning.qyllw.cn.gov.cn.qyllw.cn http://www.morning.lkkgq.cn.gov.cn.lkkgq.cn http://www.morning.ghyfm.cn.gov.cn.ghyfm.cn http://www.morning.cwzzr.cn.gov.cn.cwzzr.cn http://www.morning.ftntr.cn.gov.cn.ftntr.cn http://www.morning.pxlpt.cn.gov.cn.pxlpt.cn http://www.morning.zsgbt.cn.gov.cn.zsgbt.cn http://www.morning.tjmfz.cn.gov.cn.tjmfz.cn http://www.morning.nsrlb.cn.gov.cn.nsrlb.cn
