深度剖析数据在内存中的存储(C语言)

news2024/12/23 4:55:22

@[目录]

目录

#数据类型详细介绍

数据类型介绍

整型家族归类: 

浮点型家族归类:

构造类型:

指针类型:

 空类型:

#整型在内存中的存储

#大小端字节序存储

#浮点数在内存中的存储

为什么会这样?

一:不是全0也不是全1

二:全0

三:全1


#数据类型详细介绍

数据类型介绍

char          //字符型            // 1字节

short         //短整型            // 2字节 

int             //整型               // 3字节

long          //长整型            // 4字节或8字节    // C规定大于等于int

long long   //更长的整型     // 8字节

float          //单精度浮点型  // 4字节

double      //双精度浮点型   // 8字节

整型家族归类: 

signed char         // char这里不能确定是有符号的,C语言没有明确规定

unsigned char

signed short        // 等同于short

unsigned short   

signed int            // 等同于int

unsigned int       

signed long         // 等同于long

unsigned long

浮点型家族归类:

float

double

构造类型:

结构体类型

枚举类型

共用体类型(联合类型)

自定义类型

指针类型:

int* pi

char* pc

long* pl

short* ps

float* pf

double* pd 

 空类型:

void       //函数中 example:   void  reverse();

void*

#整型在内存中的存储

计算机中对整型数据的存储采用二进制(注意计算机中数据都存为补码的形式)

原码:将数值翻译成二进制就是原码

反码:正数同原码,负数符号位不变,其他位取反,0变1,1变0

补码:正数同原码,负数为其反码+1

对signed类型的数据来说有数值位和符号位一说,对于unsigned类型的数据来说只有数值位

符号位是在二进制的最高位上,short 2个字节,16个bit位,最左边那一位就是符号位,0为正,1为负,存储数据大小范围是 -32768 ~ 32767.那么为什么负数不是-32767呢?

int main()
{
	//  1的原码:00000000 00000000 00000000 00000001 
	//  short类型16个bit位,所以会发生数据的截断,从低位开始截断
	//  所以a中数据原码和补码为 00000000 00000001 
	short a = 1;


	//  1的原码:00000000 00000000 00000000 00000001
	//  1的补码:00000000 00000000 00000000 00000001
	// -1的反码:11111111 11111111 11111111 11111110
	// -1的补码:11111111 11111111 11111111 11111111
	//  b的原码:00000000 00000001
	//  b的补码:11111111 11111111
	short b = -1;

	//那么接下来就可以看一下-32768和32767了
	// 32767原码:01111111 11111111 只有十五个数值位,最左边一位是符号位
	// 32767补码:01111111 11111111
	 
	//-32767原码:11111111 11111111 
	//-32767补码:10000000 00000001
	 
	//那么-32768怎么来的呢?
	//发现了吗,是不是有一个补码没有用上?似乎没有值对应啊?
	//是的,补码10000000 00000000,所以C语言就给它规定了一个值,就是-32768
	//于是就有了short能存的数据大小范围,int,char,long也是同理的。
	return 0;
}

那么为什么计算机中,对正数和负数都存补码呢,其实是为了方便计算。 

int main()
{
	int a = 1;
	int b = -1;

	//进行a+b的运算
	// 
	// 若存储原码:
	// a的原码:00000000  00000000  00000000  00000001
	// b的原码: 10000000  00000000  00000000  00000001
	//    a+b:10000000  00000000  00000000  00000010  
	//    结果为-2,当然不对了
	// 
	// a的补码 00000000  00000000  00000000  00000001
	// b的补码 11111111  11111111  11111111  11111111 
	//   a+b  00000000  00000000  00000000  00000000
	//   结果为0

	return 0;
}

#大小端字节序存储

大端字节序存储:数据的位(字节序的内容)存储在内存的地址处,而数据的位(字节序的内容)存储在内存的地址处。

小端字节序存储:数据的位(字节序的内容)存储在内存的地址处,而数据的位(字节序的内容)存储在内存的地址处。

废话不多说,上图:

 所以我所用的编译器是小端存储,低位的44存在了低地址处。

#浮点数在内存中的存储

先来一个引例;

#include <stdio.h>

int main()
{
	int n = 6;
	float* pf = (float*)&n;

	printf("%d\n", n);    // 6
	printf("%f\n", *pf);  // 0.000000

	*pf = 6.0;
	printf("%d\n", n);    // 1086324736
	printf("%f\n", *pf);  // 6.000000

	return 0;
}

为什么会这样?

这就是因为浮点数在内存中的存储方式和整数不同的原因,所以以不同的方式存储和和从内存中读取出来的数据是截然不同的。

在浮点数的存储方式中,首位是符号位,对float来说,接下来8位为指数位,剩下的23位为有效数字位,对double来说,11位指数位,剩下52位是有效数字位。

按照国际标准IEEE754任意一个浮点数可以表示成如下形式:

(-1)^0 * M * 2^E

(-1)^1 * M * 2^E

(-1)^0或1是符号位

M是有效数字位,用科学计数法表示,M大于等于1,小于2

2^E是指数位

举个例子:

9在计算机中以补码存储

00000000000000000000000000001001

1001可以表示为1.001 * 2^3

(-1)^0 * 1.001 * 2^3

所以以浮点数类型存储在计算机中的补码为

0 10000010 0010000000000000000000

IEEE754对指数E和M还有一些特殊的规定:

M存储时只存小数点后的数据,小数点前默认为1,且这个1不存,在读取数据的时候在前面加1,这样做的目的是节省一位有效数字,本身有效数字就只有23位,这么做就相当于可以存24位有效数字,提高了精度。

对于指数E,情况就稍微复杂一点

首先,E是一个无符号整数,unsigned int类型,如果是8位的话,他的取值范围就是0~255,如果是11位的话,取值范围为0~2047,但是科学计数法中的E是可以出现负数的,比如,

0.5     //  小数部分二进制表示为0.1                                         

表示为(-1)^0 * 1.0 * 2^(-1) E为-1

所以IEEE754规定,存入内存的E的真实值时,必须加上一个中间数,这个中间数就是127和1023,对应float和double。

像E为-1时就保存为126,即00111111 (float)

然后指数E从内存中取出还可以分成3种情况

一:不是全0也不是全1

这时候采用如下方式取E

用内存中存E的值减去127(1023)得到E的真实值,再将有效数字M加上前面的1

例如:

0.5在内存中存为0 00111111 00000000000000000000000

读取时23位0前加上1,就是1.0,E就是126-126=-1,这就是E的真实值,所以接下来计算

(-1)^0 * 1.0 * 2^(-1) = 0.5

二:全0

这时E的真实值为1-127或1-1023,并且在读取数据时,有有效数字前面不再加1,而是还原为0.xxxxxxxxx,这样做是为了表示+-0,以及接近于0的数字

三:全1

这时,E的真实值为255-127或2047-1023,表示一个非常大的数字,即+-无穷大

接下来就可以解释上述代码为什么会输出那样的结果了

int main()
{
	int n = 6;
	//按照整数的存储方式
	//00000000000000000000000000000110
	float* pf = (float*)&n;

	printf("%d\n", n);  //以整数形式读取数据
	printf("%f\n", *pf);//以浮点数形式读取数据 

	*pf = 6.0;
	//按照浮点数的存储方式
	//0 10000001 10000000000000000000000
	printf("%d\n", n);   //以整数形式读取数据
	printf("%f\n", *pf); //以浮点数形式读取数据

	return 0;
}

完结撒花~ 

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.coloradmin.cn/o/606778.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

皮卡丘File Inclusion

1.File Inclusion(文件包含漏洞)概述 文件包含&#xff0c;是一个功能。在各种开发语言中都提供了内置的文件包含函数&#xff0c;其可以使开发人员在一个代码文件中直接包含&#xff08;引入&#xff09;另外一个代码文件。 比如 在PHP中&#xff0c;提供了&#xff1a; incl…

day 42:01背包问题;416. 分割等和子集

动态规划:01背包问题 01背包问题基础1. 暴力解法2. 二维dp数组01背包1.确定dp数组以及下标的含义2.递推公式3.dp数组如何初始化4.遍历顺序5.测试代码 01背包理论基础&#xff08;滚动数组&#xff09;&#xff1a;将二维dp转换为一维dp1. dp数组以及下标名义2. 递归公式3. dp数…

day 45:爬楼梯进阶版;322. 零钱兑换;279. 完全平方数

爬楼梯进阶版 假设你正在爬楼梯。需要 n 阶你才能到达楼顶。 每次你可以爬 一步一个台阶&#xff0c;两个台阶&#xff0c;三个台阶&#xff0c;…&#xff0c;直到 m个台阶。问有多少种不同的方法可以爬到楼顶呢&#xff1f; 1. dp数组以及下标名义 dp[j]&#xff1a;爬到…

《商用密码应用与安全性评估》第四章密码应用安全性评估实施要点4.5密码应用安全性评估测评工具

目录 测评工具使用和管理要求 测评工具体系 通用测评工具 专用测评工具 典型测评工具概述 测评工具使用和管理要求 测评过程中使用的专用测评工具应通过国家密码管理局的审批或者经检测认证合格。为确保工具测试结果的准确可信&#xff0c;测评机构应确认使用的专用工具是最…

chatgpt赋能python:Python删除离群值

Python 删除离群值 介绍 离群值是指在数据集中远离其他观测值的数据点&#xff0c;可以是数据输入或数据损坏产生的错误。它们通常会对分析造成影响&#xff0c;因此需要处理它们。 Python 是一种流行的编程语言&#xff0c;可以用于处理数据集和删除离群值。本文将介绍 Pyt…

天然气网络潮流计算模型研究(Matlab代码实现)

&#x1f4a5;&#x1f4a5;&#x1f49e;&#x1f49e;欢迎来到本博客❤️❤️&#x1f4a5;&#x1f4a5; &#x1f3c6;博主优势&#xff1a;&#x1f31e;&#x1f31e;&#x1f31e;博客内容尽量做到思维缜密&#xff0c;逻辑清晰&#xff0c;为了方便读者。 ⛳️座右铭&a…

# Anolis OS8 磁盘扩容

Anolis OS8 磁盘扩容 最近学习的时候&#xff0c;使用Vmware安装了AnolisOS8进行测试&#xff0c;随着学习的深入&#xff0c;组件安装越来越多&#xff0c;磁盘不够用了&#xff0c;但是安装的组件又太多&#xff0c;重新装个虚拟机又得重新装各种组件。所以决定对磁盘进行扩…

Payroll工资单中英文对照明细

不知道大家的工资单是中文的还是英文的&#xff0c;如果是英文的&#xff0c;刚开始看有些看不懂&#xff08;我就是&#xff09;&#xff0c;那么可以在这里找到对应的翻译。如果中文的&#xff0c;而你又想知道对应英文怎么写的话&#xff0c;也欢迎查阅以下表格。ps.个人所得…

网络协议分析(结合版)

初始协议 1.什么是协议&#xff1f; 数据从源地点传输到目的地点&#xff0c;网络上所有设备需要“讲”相同的“语言”。 描述网络通信中如何规范使用“语言” 的一组规则就是协议。 2.数据通信协议: 决定数据的格式和数据的传输的一组规则或者一组惯例 协议分层 ARP协议 …

chatgpt赋能python:Python升降序排列数字

Python升降序排列数字 在Python编程中&#xff0c;排序是一个非常常见并且重要的操作。Python提供了多种排序算法以满足不同的需求。 排序算法 Python中内置的排序算法有两种&#xff1a;Timsort和Quicksort。其中Timsort是一种混合排序算法&#xff0c;结合了插入排序和归并…

使用OpenAI创建对话式聊天机器人

引言 在当今的技术世界中&#xff0c;人工智能&#xff08;AI&#xff09;的发展迅猛&#xff0c;为我们带来了许多令人兴奋的创新。其中&#xff0c;自然语言处理&#xff08;NLP&#xff09;领域的进展使得开发对话式聊天机器人成为可能。OpenAI是一家领先的人工智能研究实验…

【极海APM32F4xx Tiny】学习笔记04-移植FreeRTOS

4.移植FreeRTOS 程序移植的代码&#xff1a; 移植方法和stm32一样的哦 模板工程 https://download.csdn.net/download/u010261063/87615750 1. 在工程下建议FreeRTOS文件夹 在FreeRTOS文件夹下建立 src , port include 文件夹 &#xff08;src用于存放freertos源码&#xf…

2023/06/02 软件PM入门学习(一)

视频参考地址&#xff1a; B站闫波软件项目管理视频学习. 视频资源&#xff1a;video P1-P2 本文重点&#xff1a;&#xff08;软件&#xff09;项目管理定义、PMBOK十大领域及五大标准化过程 简书日更计划同步记录&#x1f3c3;… 项目管理 定义 一系列随着项目的进行而进行…

八大排序算法归纳

1、排序 排序&#xff1a;所谓排序就是使一连串记录&#xff0c;按照其中某个或某个关键字的大小&#xff0c;递增或递减的排列起来的操作。 稳定性&#xff1a;假定在待排序记录序列中存在有多个具有相同关键字的记录&#xff0c;若经过排序这些记录的相对次序保持不变&…

chatgpt赋能python:Python单元格间跳转超链接的重要性

Python单元格间跳转超链接的重要性 Python是一种高度流行的编程语言&#xff0c;它能够在各种领域得到广泛应用。作为一个Python工程师&#xff0c;单元格间跳转超链接是非常重要的。超链接是指一种指向另一个页面或目标的网页链接。在Python编程中&#xff0c;单元格间跳转超…

chatgpt赋能python:Python中的变量匹配技巧

Python中的变量匹配技巧 在Python编程中&#xff0c;匹配变量是一项非常重要的技巧。通过合理地匹配变量&#xff0c;我们可以快速地在代码中定位到具体的变量&#xff0c;提高代码的可读性和可维护性。 在本文中&#xff0c;我们将介绍Python中的一些变量匹配技巧&#xff0…

学成在线----day1

1、详细说说你的项目吧 从以下几个方面进行项目介绍&#xff1a; 1、项目的背景&#xff0c;包括&#xff1a;是自研还是外包、什么业务、服务的客户群是谁、谁去运营等问题。 2、项目的业务流程 3、项目的功能模块 4、项目的技术架构 5、个人工作职责 6、个人负责模块的详细…

【网路编程】UDP协议及UDP小练习之聊天室

目录 一、InetAddress类的使用 二、UDP协议之发送数据&#xff08;单播&#xff09; 三、UDP协议之接收数据 四、UDP小练习之聊天室 五、UDP之单播、组播、广播 &#xff08;一&#xff09;组播之发送数据、接收数据 &#xff08;二&#xff09;广播之发送数据、接收数据…

工业相机丢包排查步骤

机器视觉康耐视智能相机Insight-缺失外观检测 第一步:检查PC环境设置 l巨型帧/巨帧数据包是否已经设置成9KB,巨型帧在“本地连接->属性->配置->高级”的界面中 效果验证:如之前未配置9KB,请配置9KB后验证效果 l请确认现场电脑上是否有360安全卫士、360杀毒软件等…

软考A计划-电子商务设计师-电子商务系统规划

点击跳转专栏>Unity3D特效百例点击跳转专栏>案例项目实战源码点击跳转专栏>游戏脚本-辅助自动化点击跳转专栏>Android控件全解手册点击跳转专栏>Scratch编程案例 &#x1f449;关于作者 专注于Android/Unity和各种游戏开发技巧&#xff0c;以及各种资源分享&am…