C语言深度剖析数据在内存中的存储

news2024/10/1 7:44:38

数据类型详细介绍

整形在内存中的存储：原码，反码，补码

大小端字节序介绍及判断

浮点型在内存中的存储解析

数据类型详细介绍

整形：

1.为什么char类型也会归类到整形家族当中去呢？
字符存储和表示的时候本质上使用的是ASCII值，ASCII值是整数，字符也归类到整形。
2.为什么会存在无符号数和有符号数呢？
因为现实生活中描述一些变量时，存在一些数有正负，而一些数只有正数没有负数，例如年龄温度
3.我们在使用int类型时，int就相当于signed int,只不过signed可以省略掉
而无符号整数只能写为 unsigned int
4.注意 char是否等价于singed char 取决于编译器，而大部分编译器char 都等价于singed char

构造类型：（自定义类型）

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* pa;

char* pb;

float* pc;

void* pd;

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，指针的类型

void test()//函数不需要返回值
{

}

void test(void)//函数不需要参数
{

}

void* p;//无具体类型的指针

2.整形在内存中的存储：原码，反码，补码

变量的创建是要在内存中开辟空间的，空间大小是根据不同的类型来决定的。

1.计算机中整数有3种二进制表示方法，即原码、反码、补码

2.三种表示方法均有符号位和数值位两部分，0表示正，1表示负

3.正数的原码、反码、补码都相同

负数原码：直接翻译成二进制就可以得到原码

负数反码：除符号位每一位按位取反得到反码

负数补码：反码基础上加1得到补码

4.整形在内存中是以补码的形式存储

int main()
{
    int a = 20;
    //00000000000000000000000000010100  原码 反码 补码
    int b = -10;
    //10000000000000000000000000001010  原码
    //11111111111111111111111111110101  反码
    //11111111111111111111111111110110  补码
    return 0;
}

为什么在计算机系统中数值一律用补码的形式进行存储呢？
原因是：使用补码，可以将符号位和数值域统一处理；同时加减法也可以统一处理， CPU只有加法器。
此外，原码和补码进行转换，其运算过程是相同的，不需要额外的硬件电路。

//1-1
//1+(-1)
//00000000000000000000000000000001
//10000000000000000000000000000001
//11111111111111111111111111111110
//100000000000000000000000000000000 1和-1的补码相加
//00000000000000000000000000000000 舍弃最高位

3.大小端字节序介绍及判断

为什么会出现这种倒放的现象呢？

因为任何数据在存储的过程中，如果它的大小大于1个字节，那么它在存储过程中就会存在一个存储顺序的问题。

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。

例如存储123：从3的开始依次向高位1存储

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。

上图为地址从低到高

知道了大小端字节序，那么我们就可以解决开头的地址倒放现象

所以开始的倒放现象是小端字节序存储的。

设计一个程序，判断数据是大端存储还是小端存储。

思路：假设我们要存储的是整形1，那么在内存中可能就会出现以下两种情况。

int main()
{
    int a = 1;//0x00000001
    char* p = (char*)&a;//访问1个字节
    if (*p == 1)
    {
        printf("此数据为小端字节序存储\n");
    }
    else if (*p == 0)
    {
        printf("此数据为大端字节序存储\n");
    }
    return 0;
}

封装为函数：

int check_sys()
{
    int a = 1;//0x00000001
    char* p = (char*)&a;//访问1个字节
    if (*p == 1)
        return 1;//小端
    else
        return 0;//大端
}
int main()
{
    if (check_sys() == 1)
    {
        printf("小端\n");
    }
    else
    {
        printf("大端\n");
    }
    return 0;
}

有符号char和无符号char的范围