大东吴建设新材料公司网站,搜索引擎优化培训中心,企业建设网站的目的和意义,wordpress动图打开很慢文章目录1. 数据类型介绍1.1 类型的基本归类2. 整形在内存中的存储2.1 原码、反码、补码2.2 大小端介绍2.3 练习3. 浮点型在内存中的存储3.1 一个例子3.2 浮点数存储的规则1. 数据类型介绍
前面我们已经学习了基本的内置类型#xff1a; char //字符数据类型 short //短整型 …
文章目录1. 数据类型介绍1.1 类型的基本归类2. 整形在内存中的存储2.1 原码、反码、补码2.2 大小端介绍2.3 练习3. 浮点型在内存中的存储3.1 一个例子3.2 浮点数存储的规则1. 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
1.1 类型的基本归类
整形家族 char unsigned char signed char short unsigned short [int] int 可省略 signed short [int] int 可省略 int unsigned int signed int long unsigned long [int] int 可省略 signed long [int] int 可省略 signed修饰有符号的数既可以放负数又可以放正数unsigned只能修饰正数int [signed] int sigened可以省略char是不是signed char取决于编译器浮点数家族 float double 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指针类型 int pi; char pc; float pf; void pv; 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 2. 整形在内存中的存储
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。 接下来我们看看数据在所开辟内存中到底是如何存储的 比如
int a 20;
int b -10;我们知道为 a 分配四个字节的空间。 那如何存储 先了解下面的概念
2.1 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。 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。 #include stdio.h
int main()
{int a 20;////00000000000000000000000000010100 - 原码//00000000000000000000000000010100 - 反码//00000000000000000000000000010100 - 补码//00000014int b -10;////10000000000000000000000000001010 - -10的原码//11111111111111111111111111110101 - -10的反码//11111111111111111111111111110110 - -10的补码//FFFFFFF6return 0;
}调试后我们可以看到对于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
2.2 大小端介绍
什么大端小端 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 画图演示
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。 //如果是大端返回0
//如果是小端返回1
#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;
}运行结果
2.3 练习
练习1
//1.输出什么
#include stdio.h
int main()
{char a -1;//10000000000000000000000000000001 原码//11111111111111111111111111111110 反码//11111111111111111111111111111111 补码//11111111 - 截断//整型提升//11111111111111111111111111111111//11111111111111111111111111111110//10000000000000000000000000000001 -1signed char b -1;//signed char与 char结果一样unsigned char c -1;//11111111 - 截断//00000000000000000000000011111111无符号数高位直接补零printf(a%d,b%d,c%d, a, b, c);return 0;
}char的二进制序列计算 有符号char的取值范围是 -128~127 无符号char的取值范围是 0~255 %d与%u的输出结果
#include stdio.h
int main()
{unsigned int num -10;//10000000000000000000000000001010 原码//11111111111111111111111111110101 反码//11111111111111111111111111110110 补码//无符号数原码补码相同printf(%d\n, num);printf(%u\n, num);return 0;
} 练习2
#include stdio.h
int main()
{char a -128;printf(%u\n, a);return 0;
}练习3
#include stdio.h
int main()
{char a 128;printf(%u\n, a);return 0;
}运算过程与练习2的过程相似 运行结果 练习4
#include stdio.h
int main()
{int i -20;unsigned int j 10;//10000000 00000000 00000000 00010100//11111111 11111111 11111111 11101011//11111111 11111111 11111111 11101100 - (-20)补码//00000000 00000000 00000000 00001010 - (10)原码//11111111 11111111 11111111 11110110 - (ij)结果计算机的结果是存在内存中是补码//10000000 00000000 00000000 00001010 - 补码变成原码//计算结果 -10printf(%d\n, i j);return 0;
}练习5
#include stdio.h
#include windows.h
int main()
{unsigned int i;for (i 9; i 0; i--){printf(%u\n, i);Sleep(1000);//单位是毫秒}return 0;
}打印结果 Sleep(1000)用来降低打印速度的头文件为#include windows.h unsigned 用来打印无符号数所以当i-1时unsigned int i并不会认为i是一个负数只会认为他是一个很大的正数-1的补码为 11111111111111111111111111111111 32个全一在计算机的值如下 练习6
#include stdio.h
//char 类型的取值范围是 -128~127
int main()
{char a[1000];int i;for (i 0; i 1000; i){a[i] -1 - i;}//-1 -2 -3 -4 -5 -6 ...-127 -128 -129 ... -998 -999 -1000//char -1 -2 -3 -128 127 126 .... 3 2 1 0 -1 -2 -3 ... -128 127 ...//1000个值printf(%d, strlen(a));//strlen 求字符串长度找到是\0\0的ASCII码值是0.return 0;
}运行结果; 二进制加一减一的图解 练习7
#include stdio.h
unsigned char i 0;
//0~255
int main()
{for (i 0; i 255; i){printf(hello world\n);}return 0;
}i的范围是0~255所以循环里的内容恒成立所以结果为死循环。 3. 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 3.1 一个例子
浮点数存储的例子
#include stdio.h
int main()
{int n 9;//00000000000000000000000000001001 - 9的补码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
3.2 浮点数存储的规则
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。 以5.5举例来说 十进制的5.5写成二进制是 101.1 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0255如果E为11位它的取值范围为02047。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10127137即10001001. 例如
#include stdio.h
int main()
{float f 5.5f;//101.1//(-1)^0 * 1.011 * 2^2 科学表现形式//01000000101100000000000000000000 二进制表现形式//40b00000 十六进制表现形式//return 0;
}在内存中的存储为十六进制表现形式由于大小端的原因顺序有所不同
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 00000000000000000000000E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 好了关于浮点数的表示规则就说到这里。 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)01.00123 - 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 。
#include stdio.h
int main()
{int n 9;//00000000000000000000000000001001 - 9的补码//0 00000000 00000000000000000001001//E 1-127 -126//M 0.00000000000000000001001//(-1)^0 * 0.00000000000000000001001 * 2^-126float* pFloat (float*)n;printf(n的值为%d\n, n);//9printf(*pFloat的值为%f\n, *pFloat);//0.0*pFloat 9.0;//以浮点数的视角存放浮点型的数字//1001.0//1.001 * 2^3//(-1)^0 * 1.001 * 2^3//S0//E3//M1.001//0 10000010 00100000000000000000000printf(num的值为%d\n, n);//1,091,567,616printf(*pFloat的值为%f\n, *pFloat);//9.0return 0;
}好了关于数据存储的内容就介绍 到这里了有什么不懂的地方或者好的建议可以在评论区留言或者私信告诉七七哦
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