🐒个人主页:平凡的小苏
📚学习格言:别人可以拷贝我的模式,但不能拷贝我不断往前的激情
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 浮点数存储规则
🎇3.2 浮点数在内存中的存储的一个例子
1. 数据类型介绍
前面我们已经学习了基本的内置类型:以及他们所占存储空间的大小。
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
类型的意义 :
1.使用这个类型开辟内存空间的大小(大小决定了使用范围)
2.如何看待内存空间的视角
1.1 类型的基本归类:
charunsigned charsigned charshortunsigned short [ int ]signed short [ int ]intunsigned intsigned intlongunsigned long [ int ]signed long [ int ]
注意:1. char类型在语法中没有规定是有符号或者是无符号类型,取决于编译器决定,而VS是默认为有符号类型
浮点数家族:
floatdouble
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
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
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。
画图演示:
注:如果想要补码转换为原码,将其补码减一,然后符号位不变其他位按位取反即可。
对于整形来说:数据存放内存中其实存放的是补码。
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 大小端介绍
我们先来看一个a和b的数据在内存中的存储:
这就属于编译器的大小端问题了!
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。
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。
我们可以看看往年的百度笔试题:
#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;
}
注:由图可以知道VS是小端存储的,返回的是1则为小端。
2.3 练习
//1.
#include <stdio.h>
int main()
{
char a= -1;
signed char b=-1;
unsigned char c=-1;
printf("a=%d,b=%d,c=%d",a,b,c);
return 0;
}
原、反、补的演示:
注:由代码可以知道,char a = -1转换成补码是全1,又因为是char类型所以需要发生截断.
signed char b = -1,这个与char a是一样的,所以将a和b进行%d 打印时需要整型提升,此时a和b是有符号位的,所以整型提升时补1.
而c是无符号位的,所以整型提升时补0.
//2.
#include <stdio.h>
int main()
{
char a = -128;
printf("%u\n",a);
return 0;
}
解释:
10000000000000000000000010000000 - a的原码
11111111111111111111111101111111 -a的反码
11111111111111111111111110000000 -128的补码
10000000 - a发生截断
11111111111111111111111110000000 -将a整型提升在进行无符号整型打印则会打印很大的数出来
//3.
int i= -20;
unsigned int j = 10;
printf("%d\n", i+j);
//按照补码的形式进行运算,最后格式化成为有符号整数
3. 浮点型在内存中的存储
常见的浮点数:3.141591E10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 浮点数存储规则
- (-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。
对于32位的浮点数
如图,浮点数的第一个格子是表示正负的,如果是正数则放置0,如果是负数则放置1.
而E是依次往后数的8个比特位
M是放置23个比特位的
对于64位的浮点数:
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 。
注意:我们存入内存时是加上中间数,而从内存中取出来是减去中间数
0 01111110 00000000000000000000000
3.2 浮点数在内存中的存储的一个例子
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;
}
输出的结果是什么呢?如图所示
注:
1、 有了上述的解释,我们就可以很好的了解这个输出答案。首先第一个输出的9很好理解,不做过多的解释。
2、而第二个输出则是将n的地址取出,然后赋给*pFloat。而9的是正数,原码、反码、补码相同
则9的补码位:0 00000000 00000000000000000001001.
这时将该数用%f来打印,则将它的补码以浮点数取出来。
则: 0 00000000 00000000000000000001001.由于E的位置为全0
则: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。所以打印如图所示
3、此时*pFloat是以浮点数的形式存入内存,那么是怎么存储的呢?
十进制的9 .0 ,写成二进制是 1001.0 ,相当于 1.001×2^3 。那么,按照上面图片 的格式,可以得出 S=0 , M=1.001 , E=3 。所以存入内存的形式是:01000001000100000000000000000000又因为*pFloat放的是n的地址,*pFloat修改则n也会因此改变,并且又以%d的形式打印所以打印出来的是:10915676164、该数以浮点数打印也不做过多解释
好了!此次的分享已经结束了,如果有什么不足的地方请大佬们多多指教!