在c语言中数据类型基本可分为:整型家族、浮点型家族、构造类型、指针类型和空类型。下面主要详细介绍整型和浮点型在内存中是如何存储的。
数据类型
整型家族
整型家族成员有:
- char----unsigned char、signed char
- short----unsigned short、signed short
- int----unsigned int、signed int
- long----unsigned long [int]、signed long [int]
- long long----unsigned long long [int]、signed long long [int]
由于字符在底层存储时存的是ASCII值,而字符的ASCII值是整数,所以在划分的时候,往往把char类型划分到整型家族里面。
浮点型家族
浮点型家族成员有:
构造类型
- 数组类型
- 结构体类型----struct
- 枚举类型----enum
- 联合类型----union
或许大家看到数组类型有点奇怪,心想,数组还有类型?没错,数组也是有类型的。
指针类型
- int * pi;
- char * pc;
- float * pf;
- void * pv;
空类型
应用于函数的返回类型、函数的参数、指针类型
数据的存储
整型存储
原码、反码、补码
计算机中的整数有三种表示方法,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,负整数的三种表示方法各不相同。
- 原码—直接将二进制按照正负数的形式翻译成二进制就可。
- 反码—将原码的符号位不变,其他位依次按位取反就可得到。
- 补码—反码+1就可得到补码。
正数的原、反、补码都相同。对于整型来说:数据存放在内存中其实存放的是补码。
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。
大小端存储模式
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。
为什么会有大小端之分呢?简单来说就是:如果要把大于一个字节的内容放到内存中去,那么就必然存在着一个字节存放顺序的问题,因此就导致了大端存储模式和小端存储模式。
如何区分大小端:
#include<stdio.h>
int check() {
int a = 1;
char* p = (char*)&a;
return *p;
}
int main() {
int ret = check();
if (ret == 1) {
printf("小端存储\n");
}
else
printf("大端存储\n");
return 0;
}
浮点数存储
根据国际标准IEEE(电气和电子工程协会)754,任意一个二进制浮点数V可以表示成下面的形式:
- (-1)^ SM2 ^ E。
- (-1)^S表示符号位,当S=1,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。
IEEE 754规定: 对于32位的浮点数,最高的1位是符号位s,接着的8位是指数E,剩下的23位为有效数字M。 对于64位的浮点数,最高的1位是符号位S,接着的11位是指数E,剩下的52位为有效数字M。
考虑到E有时会取负数,而E为一个无符号整数(unsigned int) 这意味着,如果E为8位,它的取值范围为0 ~ 255;如果E为11位,它的取值范围为0~2047。所以IEEE 754规定,存入内存时E的真实值必须再加上一个中间数127或1023。 还需要我们注意的是,当E不全为0或不全为1时候,将指数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。
比如:0.5(1/2)的二进制形式为0.1,由于规定正数部分必须为1,即将小数点右移1位,则为1.0*2^(-1),其阶码为-1+127=126,表示为01111110,而尾数1.0去掉整数部分为0,补齐0到23位00000000000000000000000,则其二进制表示形式为: 0 01111110 00000000000000000000000
当E全为0时,表示±0,以及接近于0的很小的数字。 当E全为1时,表示±无穷大(正负取决于符号位s) 因此,上面的9.0即可表示为: 0 10000010 00100000000000000000000
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