C语言-进阶数据的存储

秒速五厘米 2024-03-17 21:25 116阅读 0赞

**目录**

一、数据类型的介绍

1.整型家族

2.浮点型家族

3.构造类型

4.指针类型

5.空类型

二、整形在内存中的存储

2.1原码、反码和补码

2.2大小端的介绍

三、浮点数在内存中的存储

3.1 浮点数例子

3.2 浮点数存储规则

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## 一、数据类型的介绍 ##

基本数据类型：

> char //字符数据类型 1字节
> 
> short //短整型 2字节
> 
> int //整形 4字节
> 
> long //长整型 4字节
> 
> long long //更长的整形 8字节
> 
> float //单精度浮点数 4字节
> 
> double //双精度浮点数 8字节

类型的意义：

1、使用这个类型开辟空间的大小

2、如何看待在内存空间的视角

类型的基本归类：

### 1.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 \[int\]

### 2.浮点型家族 ###

>  float 
> 
>  double

### 3.构造类型 ###

>  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;

### 5.空类型 ###

>  void 空类型（无类型） 
> 
>  应用于函数的返回类型、函数的参数、指针类型

计算机中最小的单位是bit——比特位，计算机中为二进制位，0和1。那么，一个比特位就用来存放一个二进制位。上面数据类型所计算出来的大小，他们的单位是byte——字节，1byte＝8bit。

bit——比特位 byte——字节 ——8bit kb——1024byte

mb——1024kb gb——1024mb tb——1024gb

pb——1024tb

## 二、整形在内存中的存储 ##

一个变量在创建时要在内存开辟空间，而空间的大小则是由变量的类型决定。

数据在开辟的空间中是如何存储的？

例如：int a=1; a分配有四个字节的空间，那其是如何存储呢？

### 2.1原码、反码和补码 ###

计算机中整数有三种二进制表示方法，即**原码、反码和补码**。

三种方法都有符号位和数值位，符号位都相同用0表示“正”，用1表示“负”，而数值位正 数的原码、反码和补码都相同，负整数的三种表示方法各不相同：

1.原码：**直接将数值按照正负数的形式翻译成二进制**

2.反码：**将原码的符号位不变，其他位依次按位取反**

3.补码：**反码+1**

**对于整型来说，数据存放在内存中的是补码。**

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。

### **2.2大小端的介绍** ###

**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。

## 三、浮点数在内存中的存储 ##

常见浮点数：3.1415926

浮点数家族：float、double、long double类型。

浮点数表示范围在float.h中定义

### 3.1 浮点数例子 ###

>  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 ; 
> 
>  \}

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### 3.2 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 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
> 
>   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S=0，M=1.01，E=2。 十进制的-5.0，写成二进制是 -101.0 ，相当于 -1.01×2^2 。那么，S=1，M=1.01，E=2。

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