各位CSDN的uu们你们好呀，今天小雅兰的内容是整型在内存中的存储噢，现在，就让我们进入整型在内存中的存储的世界吧
数据类型详细介绍
整型在内存中的存储：原码、反码、补码
大小端字节序介绍及判断
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
//字符存储和表示的时候本质上使用的是ASCII码值，ASCII码值是整数
//所以字符类型也归类到整型家族
//1个字节
short //短整型
//2个字节
int //整形
//4个字节
long //长整型
//4个字节
long long //更长的整形
//8个字节
float //单精度浮点数
//4个字节
double //双精度浮点数
//8个字节
//C语言有没有字符串类型？
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。
类型的基本归类
整型家族
char
unsigned char
signed char
char是不是signed char，取决于编译器
short
short [int];
short int num;
short num;
这几种写法都是一样的，也都是可以的
unsigned short [int]
signed short [int]
int
unsigned int
signed int
int=[signed] int
long
unsigned long [int]
signed long [int]
浮点数家族
- float
- double
构造类型（自定义类型）
- 数组类型 int arr[10] char ch[5]
- 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。
void * p; ——无具体类型的指针
void test(...) ——函数不需要返回值
{}
void test(void) ——函数不需要参数
{}
整型在内存中的存储
我们之前讲过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。
那接下来我们谈谈数据在所开辟内存中到底是如何存储的？
比如：
int a=20;
//00000000000000000000000000010100 ——20的原码
//00000000000000000000000000010100 ——20的反码
//00000000000000000000000000010100 ——20的补码
int b=-10;
//10000000000000000000000000001010 —— -10的原码
//11111111111111111111111111110101 —— -10的反码
//11111111111111111111111111110110 —— -10的补码
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。
我们再来看一个例子：
1-1
可以转化成1+(-1)
//00000000000000000000000000000001 —— 1的原码
//00000000000000000000000000000001 —— 1的反码
//00000000000000000000000000000001 —— 1的补码
//10000000000000000000000000000001 —— -1的原码
//11111111111111111111111111111110 —— -1的反码
//11111111111111111111111111111111 —— -1的补码
//然后，1的补码和-1的补码相加
//100000000000000000000000000000000 —— 丢掉最高位
//00000000000000000000000000000000 —— 0
我们看看在内存中的存储：
在内存中，是以二进制存放的，但是，是以十六进制表现出来的（方便观察）每四个二进制位是一个十六进制位
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？
大小端介绍
什么是大端小端：
- 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。
那么，为什么会有大端小端呢？
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。
对于这样一个地址—— 0x 11 22 33 44
来看一道题目：
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。（10分）
大端字节序存储：
把一个数据的低位字节的数据，存放在高地址处，把高位字节的数据，存放在低地址处
小端字节序存储：
把一个数据的低位字节的数据，存放在低地址处，把高位字节的数据，存放在高地址处
int a=1;
// 0x 00 00 00 01
#include<stdio.h>
int main()
{
int a = 1;
char* p = (char*)&a;
//本来&a是int *，现在只需要访问一个字节，就把它强制类型转换为char *
if (*p == 1)
{
printf("小端\n");
}
else
{
printf("大端\n");
}
return 0;
}当然，可以把这个代码优化一下，封装一个函数
#include<stdio.h>
int check_sys()
{
int a = 1;
return *(char*)&a;
}
int main()
{
int ret = check_sys();
if (ret == 1)
{
printf("小端\n");
}
else
{
printf("大端\n");
}
return 0;
}用这样一段代码来写也是非常好的
下面，我们来看一些练习题
#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;
}
char a=-1;
//10000000000000000000000000000001 —— -1的原码
//11111111111111111111111111111110 —— -1的反码
//11111111111111111111111111111111 —— -1的补码
//11111111 ——截断
//以%d的形式打印
//整型提升
//11111111111111111111111111111111 —— 整型提升后的补码
//11111111111111111111111111111110 —— 整型提升后的反码
//10000000000000000000000000000001 —— 整型提升后的原码
//最后结果就是-1
signed char b=-1;
//是一样的道理，最后的结果也是-1
unsigned char c=-1;
//10000000000000000000000000000001 —— -1的原码
//11111111111111111111111111111110 —— -1的反码
//11111111111111111111111111111111 —— -1的补码
//11111111 ——截断
//整型提升，无符号数高位直接补0
//00000000000000000000000011111111 ——255
知识点拓展：
char c;//1 byte —— 8bit
00000000 —— 0
00000001 —— 1
00000010 —— 2
00000011 —— 3
00000100 —— 4
00000101 —— 5
...
01111111 —— 127
10000000 —— -128
10000001 —— -127
...
11111110 —— -2
11111111 —— -1
同样的道理：
unsigned char
00000000 —— 0
00000001 —— 1
00000010 —— 2
...
01111111 —— 127
10000000 —— 128
10000001 —— 129
...
11111111 —— 255
以此类推：
基于此，再来看一个例子：
#include<stdio.h>
int main()
{
unsigned int num = -10;
//10000000000000000000000000001010 —— -10的原码
//11111111111111111111111111110101 —— -10的反码
//11111111111111111111111111110110 —— -10的补码
printf("%d\n", num);
printf("%u\n", num);//把补码当成原码来打印
return 0;
}看到这里，可不能怪我们的unsigned啦，明明就是一个无符号整型，偏要以一个有符号整型打印，这不是胡搅蛮缠嘛
- %d —— 打印有符号的数，结果是十进制的
- %u —— 打印无符号的数，结果是十进制的
知识点就拓展到这里啦，接下来，还有一些练习题，一起来看看吧
#include <stdio.h>
int main()
{
char a = -128;
printf("%u\n",a);
return 0;
}
char a=-128;
//10000000000000000000000010000000 —— -128的原码
//11111111111111111111111101111111 —— -128的反码
//11111111111111111111111110000000 —— -128的补码
//10000000 —— 截断
//这里的char是有符号的char
//整型提升，高位补符号位
//111111111111111111111111110000000
//题目是以%u的形式打印，所以这个直接作原码
#include <stdio.h>
int main()
{
char a = 128;
printf("%u\n",a);
return 0;
}
这个题目就和刚刚的是一样的，都是有符号的char，所以截断之后整型提升高位都是补符号位，也就是1
#include<stdio.h>
int main()
{
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
return 0;
}
int i = -20;
//10000000000000000000000000010100 —— -20的原码
//11111111111111111111111111101011 —— -20的反码
//11111111111111111111111111101100 —— -20的补码
unsigned int j=10;
//00000000000000000000000000001010 —— 10的原码
//00000000000000000000000000001010 —— 10的反码
//00000000000000000000000000001010 —— 10的补码
//补码相加
//11111111111111111111111111110110 —— 相加
//11111111111111111111111111110101 —— 减1
//10000000000000000000000000001010 —— -10
#include<stdio.h>
int main()
{
char a[1000];
int i;
for(i=0; i<1000; i++)
{
a[i] = -1-i;
}
printf("%d",strlen(a));
return 0;
}
想当然：-1、-2、-3、-4、-5......-999、-1000
可实际上：char类型的取值范围是-128——127
那应该是这样：-1、-2、-3......-128、127、126、125......3、2、1、0、-1、-2......
strlen是求字符串的长度，那么找\0,\0的ASCII码值是0
所以，本题的结果是128+127=255
#include<stdio.h>
int main()
{
unsigned int i;
for (i = 9; i >= 0; i--)
{
printf("%u\n", i);
}
return 0;
}
咦，这个代码死循环了耶，为了便于观察，我们把这个代码换一换
#include<stdio.h>
#include<windows.h>
int main()
{
unsigned int i;
for (i = 9; i >= 0; i--)
{
printf("%u\n", i);
Sleep(1000);
}
return 0;
} 
结果竟然是这样，为什么呢？
我们发现了：i是unsigned int类型，恒大于等于0，所以for循环中i>=0这个条件恒成立，那么，自然就会死循环啦
最后一道题：
#include <stdio.h>
unsigned char i = 0;
int main()
{
for(i = 0;i<=255;i++)
{
printf("hello world\n");
}
return 0;
}
这道题目是不是有点眼熟呢？
那可不，这就是刚才那个题目，所以这个结果也就是死循环啦
好啦，小雅兰今天的内容就到这里啦，今天的内容花了小雅兰很多时间，还请多指教噢，未来会继续努力呀！！！
