数据的存储

✨✨大家好,我是青衫,这一期的主要内容是关于剖析数据在内存中的存储。✨✨

                                                        ✨✨知识点✨✨ 数据类型 原码、反码、补码 大小端存储 浮点数的存储

正文：

🛸数据类型：

在前面，我们已经学习了基本的内置类型，一共分为七种：

按照数据类型归类的话，还能分成：整形家族、浮点型家族、构造类型、空类型、指针类型。下面我们来逐一介绍。

🪂整形家族

🎈包括：char、short、int、long

每一个类型又分为有符号和无符号。那么没写有符号还是无符号的时候是什么类型呢？

这个视编译器决定。像vs中 int 类型代表的是有符号类型。

相信有很多人看到char类型会有疑问：chat不是字符类型吗？ 没错，但是其原理是：字符会转化为相应的ASCII码值来存储，所以严格来说，char是算在整形家族里面的。

🎈整形的存储形式 🪂分为：原码、反码、补码 计算机中有符号数的表示方法有三种，即原码、反码、补码。 三种符号均分为两部分：符号位和数值位。符号位都是用 ‘0’ 来表示 ‘正’，‘1’ 来表示 ‘负’。而数值位，三种表示方法各不同。 原码 直接将二进制按照正负数的形式翻译成二进制就可以。 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了。 补码 反码 +1 就得到补码。 正数的原码、反码、补码是相同的，而负数的则不同。 例：-1存储在整形中的原码、反码、补码

对于整形来说：数据存放内存中其实存放的是补码。

🎈整形的存储顺序

🪂大小端存储：

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。

例如：一个数据 0x 11 22 33 44

那么，我们如何判断我们的电脑是大端还是小端存储呢？

#include <stdio.h>
int main()
{
    int a = 1;
    int ret = *(char*)&a;
    if (1 == ret)
    {
        printf("小端\n");
    }
    else
    {
        printf("大段\n");
    }
    return 0;
}

🎈关于正反补码的一些练习 🎄1、

答案： -1          -1         255 解析: char 和signed char都是有符号的字符类型,是有符号位的,最后一位作为符号位。

 作为%d打印时会发生整形提升，最后得到-1。 而unsigned char 是没有符号位的，最后一位仍然充当数字位。并且都是正数。

 所以这里就已经就结束了，得到的就是255。因为正数的补码就是原码。 🎄2、

答案： 4,294,967,168 解析: 如图,因为是有符号的,所以最后一位是作为符号位的,一直是负数,所以是1。

得到最终结果，很多人会有疑问，不用变成原码吗？但是我们是%u形式打印的，是作为无符号的整形打印，也就是说把这段作为正数打印，没有符号。

 放入计算器中计算我们也可以验证这一点。 🎄3、

 答案：4,294,967,168 解析：

🎄4、

答案：-10 没什么好说的，整形相加，最后打印也是整形格式，所以正常算就可以了。  🎄5、

答案：死循环 解析：因为i是无符号类型的，所以不可能小于0的。故而无法退出循环。  🎄6、

答案：255 解析：因为strlen碰到 0 或者 \0 会停止，而char类型的范围是-128-127，所以当-1-128的时候就会变成127，然后继续执行127次。128+127总共执行255次。 🎄7、

答案： 死循环 解析：因为unsigned char 类型的范围是0-255，所以一直小于等于255，退不出循环。 最后，附上一张char的二进制范围图，方便记忆

🛸浮点数的存储方式

类型 🎄浮点数包括：float、double、long double 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 (这里不是异或的意思，是次方的意思) 🎄（-1) ^ S表示的是符号位，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。（因为二进制是乘除2的） 例如： 十进制的 5.0 表示成二进制就是 101.0，又可以转化为 1.01*2^2。 所以S=0，M=1.01，E=2。

二进制表示： 单精度浮点数的表示

双精度浮点数的表示

另外，对于E和M还有一些特殊的规定： 🎄 因为存储M的时候，第一位总是1的，所以1是不存储的，只存储的是后面小数部分，读取的时候再把1加上。 🎄 E是一个无符号整数，如果 E是8 个bit，那么存储范围就是0-255；如果是11个bit，那么存储范围就是0-2047。当E是负数时，我们必须确保他是非负的，所以得加上一个中间数，8位的就是加上127；11位的就是加上1023。 E从内存中取出还要分成三种情况： 🎄 E不全为0或不全为1：E存在内存中的值有0有1的话，取出来的时候正常减去之前加上的-127。 🎄 E全为0：这时候E原来的值就是1-127（或者1-1023），说明原来是一个数乘上无限接近0的数字，所以M还原的时候不需要+1了，这样做是为了表示+-0，以及很接近0的数字。 🎄 E全为1：这时候是为了表示无穷大的。

例题：

 结果：9        0.000000        1,091,567,616        9.000000 解析:  第一个是9没问题。 第二个因为是作为浮点数打印的，而整形9的二进制代码是

 E是全为0的，我们能知道，这是表示0的 第三个，是把他设置成浮点数的类型，但是按照整形形式打印

 这里的S=0。E=3+127，就是10000010，而M=1.001，存进去的时候去掉1，存001，后面补0。 但是按照整形计算出来的数字就是 1,091,567,616   了。 第四个浮点数的形式存储，按照浮点数形式打印，所以打印出来是9.000000。