数据在内存中的存储
- 1.数据类型介绍
- 1.1类型的基本归类:
- 整形家族
- 浮点数家族
- 构造类型
- 指针类型
- 空类型
- 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
- 为什么有大端和小端:
我们今天来学习数据在内存中的存储
1.数据类型介绍
前面我们已经学习了基本的内置类型:
char //字符数据类型 1个字节
short //短整型 2个字节
int //整形 4个字节
long //长整型 4/8个字节
C语言规定sizeof(long)>sizeof(int) 4/8没规定
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
1.1类型的基本归类:
整形家族
char
unsigned char signed char
short
unsigned short signed short
int
unsigned int signed int
long
unsigned long signed long
对于整形家族的类型来说,有有符号和无符号的区分
简易的来说:
我们的有符号(signed)是包含了正数以及负数,而我们在定义int时,一般是省略了前面的signed,C语言里面signed int = int;
我们的无符号(unsigned)是不包含负数的,他不等价于我们所说的int
我们再从内存的角度来看signed和unsigned的区分:
我们举例char来讲signed和unsigned的区分
char为一个字节,也就是8个比特位,当它是signed的时候,8个比特位的第一位将是一个符号位,符号位规定(1表示为负数,0表示为正数);当是unsigned的时候,8个比特位都是数值位。
数值位的不同同时也造成了两个类型的范围不一样
即unsigned char的范围为-128~127
signed char的范围为0~255
同理我们signed short和unsigned short的范围:
signed short : -32768~32767
unsigned short : 0~65535
为什么字符(char)会归类到我们的整型家庭呢?
因为字符存储的时候,存储的是ASCII码值,是整形,所以归类的时候放在整形家族
浮点数家族
float
double
构造类型
数组类型
结构体类型 struct
枚举类型 enum
联合类型 union
这几个类型都是我们自己将其创建,都是自定义类型
指针类型
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
2.整形在内存中的存储
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;
int b = -10;
我们知道为 a 分配四个字节的空间。
那如何存储?
我们来先了解下面的这个概念:
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
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。
一个字节为8bit,一个整形就是4个字节也就是32比特位
原码、反码、补码知识在计算机领域特别涉及,在课程计算机网络或者计算机组成原理中为必须知道的知识
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。
我们的数值在计算机中本质上都是用2进制来存储的,但在vs上为了方便展示,显示的是16进制
2.2 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。
为什么有大端和小端:
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。
如何写一个程序来判断大端小端呢?
int 型是4个字节,char型是1个字节,我们取a的地址然后强转成char类型的指针,我们char类型指针接受的就是那个int的第一个字节的地址,我们就可以通过第一个字节的内容来判断大端小端