深度剖析数据在内存中的存储—

本章重点：

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

C语言有没有字符串类型？C语言是没有字符串类型的，字符串是以字符型指针来储存的 如：char* ch。

数据类型的意义：

使用这个类型开辟内存空间的大小（大小决定了适用范围）。
如何看待内存空间的视角。

1.1类型的基本归类：

整型家族：

char
    unsigned char
    signed char
short
    unsigned short [int]
    signed short [int]
int
    unsigned int
    signed int
long
    unsigned long [int]
    signed long [int]

字符储存是以ASCLL码值来储存的，ASCLL值是整型，所以char类型是归类为整形家族。

浮点型家族：

float
double

构造类型：

> 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

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。

比如：

int a=10;
int b=-20;

我们知道int类型在32位机器下字节长度是4，那么如何储存呢？

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。

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：

大端小端定义：

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

为什么会存在大小端？

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ARM，DSP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。

2.3整型提升：

1.
#include <stdio.h>
int main()
{
    char a = -1;
    //-1 是整数，32bit
    //10000000000000000000000000000001
    //11111111111111111111111111111110
    //11111111111111111111111111111111
    //11111111 - a  截断
    //11111111111111111111111111111111 - 提升
    //
    signed char b = -1;
    unsigned char c = -1;
    //10000000000000000000000000000001
    //11111111111111111111111111111110
    //11111111111111111111111111111111
    //00000000000000000000000011111111
    //
    //      -1    -1   
    printf("a=%d,b=%d,c=%d", a, b, c);
    //%d是打印有符号的整数
    //
    return 0;
}

运行结果：

这里会有一个新知识补位，如何补位呢？

有符号数补位

高位补充符号位，负数高位补充1

无符号数补位

无符号整形提升，高位全补0

#include <stdio.h>
int main()
{
    char a = 3;
    char b = 127;
    char c = a + b;
    printf("%d\n", c);
    return 0;
}

运行结果：

//为什么c的值等于 - 126呢？
//
//a = 3, 3是一个整形，4个字节占32个bit位
//
//00000000 00000000 00000000 00000011 //3的二进制原码
//而char类型只能存储1个字节
//
//00000011 —a
//
//b = 127，也是一个整形
//00000000 00000000 00000000 01111111 // 127的二进制原码
//而char类型只能存储1个字节
//
//01111111 —b
//
//那么表达式a和b是如何相加的呢？
//
//a, b进行表达式运算时进行整型提升
//
//00000000 00000000 00000000 00000011 —a
//
//00000000 00000000 00000000 01111111 —b
//
//a, b这时变成整形，直接进行相加。
//
//00000000 00000000 00000000 10000010 —c
//
//但是c是char类型，只能存1个字节，必须进行截断处理
//
//10000010 ----c
//
//最后c要打印成 % d，整形的形式
//
//char类型的c再次进行整形提升，此时的结果为（内存中存储的是补码）
//
//11111111 11111111 11111111 10000010 —c的补码
//
//11111111 11111111 11111111 10000001 —c的反码
//
//10000000 00000000 00000000 01111110 —c的原码
//
//原码转换为十进制为 - 126