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[C++知识库]C语言的进阶之数据的存储

?(一)C语言的数据类型

? 首先,C语言的数据类型有哪些呢(即内置类型)

? 整形大家族:(1)char? //字符数据类型
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (2)short? //短整型
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (3)int? //整形
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (4)long? //长整型
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (5)long long? //更长的整形

浮点型大家族:(1)float? //单精度浮点数
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?(2)double? //双精度浮点数

构造类型:(1)数组类型
? ? ? ? ? ? ? ? ? (2)结构体类型? struct
? ? ? ? ? ? ? ? ? (3)枚举类型? enum
? ? ? ? ? ? ? ? ? (4)联合类型? union

指针类型:(1)int?*pi
? ? ? ? ? ? ? ? ? (2)char?*pc
? ? ? ? ? ? ? ? ? (3)float*?pf
? ? ? ? ? ? ? ? ? (4)void*?pv

空类型:void表示空类型,通常应用于函数的返回类型、函数的参数、指针类型。

? ? ? ? ? ? ?例如调用函数的时候无参数时,写成Add(void),在传参时就会报错。

#include <stdio.h>
void Add(void)
{
    printf("hello! world");
}
int main()
{
    Add();
    Add(100);
    return 0;
}

(二)整形在内存中的存储

? 整形在内存中是以补码的形式存放的,对于正整数来说,它的源码,反码,补码相同。对于负整数来说,它的补码等于源码符号位不变,其它位按位取反,然后再末位加一。

? 例如,int a = -1;在VS2019中查看a的内存如图,一个整形四个字节,一个字节八个比特位,这时候我们看到的存储方式是十六进制的,一个f在二进制下是1111,那么在二进制下,a的补码为11111111111111111111111111111111。

? 按照按位取反,末位加一的规矩,a的反码为10000000000000000000000000000000,a的源码为10000000000000000000000000000001。

? ?当int a = 0x11223344时,我们再来看内存,可以看到,从44到11,内存以字节为单位进行存放的时候,是从高地址向低地址存放的,像这样把一个数字的低位字节的内容,存放在内存的低地址处,把高位字节的内容存放在内存的高地址处,就是小端字节存储。与小端字节存储正好相反,大端字节存储把一个数字的低位字节的内容,存放在内存的高地址处,把高位字节的内容存放在内存的低地址处。

?

?

? ? 那么,如何判断是小端字节存储还是大端字节存储呢?我们是这样来实现的。因为char类型的整形含两个字节,int类型的变量含四个字节,定义一个数为1,通过强制类型转换,int转换为char,如果是小端字节存储,在内存中为01 00 00 00,转换后为1,如果是大端字节存储,转换后则为0,通过判断取值来判断大小端字节存储。

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;
}

? (三)浮点型在内存中的存储

? 浮点型在fioat.h头文件中定义了浮点型的范围,浮点数在内存中是怎样存储的呢?我们可以先来看一个例子。

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;
}

? 这个代码得到的结果是这样的。

?浮点数的存储规则是怎样的?根据国际标准IEEE?(电气和电子工程协会) 754标准,?任意一个二?进制浮点数V可以表示成下面的形式:

????????●? (-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。

? 例如,一个浮点数数5.5,第一位小数相当于2的-1次方,写成二进制就是101.1,即(-1)^0*1.011*2^2,其中S=0,M=1.011,E=2。,S,M,E在内存中的占比是这样的。

?因为规定M是大于1并且小于2的,所以在M中,默认第一位为1,所以只需要存小数点后面的位数就行了。E被解读成一个无符号数,但是实际上E也有可能是负数,对于这样的情况,IEEE 754规定,存入内存时必须加上一个中间数,对8位的E,加127,对11位的E,加1023。

? 例如,存入5.5,S=0,M=1.011,E=2,得0 10000001 01100000000000000000000,转化为16进制为40 B0 00 00,可以观察到内存中就是此数。

? 要从内存中取出E时,要分三种情况:

? ? ?(1)E不全为0或不全为1:即指数E的计算值减去127?(或1023)?,得到真实值,再将有效数字M前加上第一位的1。
? ? ?(2)E全为0:E等于1-127?(或者1-1023)?即为真实值,
? ? ?(3)E全为1:这时,如果有效数字M全为0,表示无穷大(正负取决于符号位s) 。

这样就可以很好的解释前面的代码啦,(不足之处,欢迎大家指正)。

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加:2021-08-14 13:50:50  更:2021-08-14 13:51:02 
 
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