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[C++知识库]C语言的数据类型在内存中的存储 |
目录 下面,让我们回到一开始的问题:为什么 0x00000009 还原成浮点数,就成了 0.000000 ? 再看例题的第二部分。请问浮点数9.0,如何用二进制表示?还原成十进制又是多少? 7种基本的内置类型一个字节等于8个bit位
定义类型的意义?每设置一个类型都会在内存中开辟空间,类型开辟出的空间大小。 大小又决定了它能表达的数的范围。 类型的基本归类整型一个bit位中储存一个1或一个0
?浮点型
构造类型(自定义类型)
?指针类型指针的类型决定了指针可以访问的空间的大小
?空类型
整形在内存中的存储原码、反码、补码
计算机中的整型有三种表示方法,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。
正数
负数
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?(看不明白没有关系,只要知道补码更有利于计算机使用)
小知识:补码的补码就是原码哦 大小端存储
我们知道了内存中存放的是补码后,就可以来观察定义整型后内存的变化了
如:
按照“原反补”的法则,我们可以退出它们在内存中的补码 (int是4个字节那就有32个bit位)(加粗的就是符号位)
因位在内存的存储是十六进制的所以要进行转化 (十六进制是以4个bit位为单位进行转化的,因为4个bit位刚好可以表示范围在0~2^4的数)
然后我们可以在编译器调试后的内存窗口中输入&a, &b观察是否正确: 我们发现a是14 00 00 00,b是f6 ff ff ff,好像和我们推测的不一样,这是因为内存的存储有两种模式,分为大端(存储)模式,小端(存储)模式; ?什么是大端小端?
我们之前通过“原反补”推出的a 00 00 00 14和b ff ff ff f6中的左边就是数据的高位,右边就是低位。
然后我们将内存窗口的显示调成1列
?我们可以看到内存1中的地址是从0x003DF918增加到0x003DF91B,所以上面是低地址,下面是高地址。这样我们就发现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,所以我们当前编译器的存储模式为小端存储模式。这才是为什么我们看到的是 14 00 00 00而不是 00 00 00 14的原因。 浮点型在内存中的存储一段代码
我们先看结果,再分析为什么 浮点型的存储规则
num 和 *pFloat 在内存中明明是同一个数,为什么浮点数和整数的解读结果会差别这么大?
要理解这个结果,一定要搞懂浮点数在计算机内部的表示方法。
详细解读:
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:
举例来说:
十进制的5.0,写成二进制是 101.0 ,相当于 1.01 × 2^2 。
那么,
S
= 0,
M?
= 1.01,
E?
= 2。
十进制的-5.0,写成二进制是 -101.0 ,相当于 -1.01 × 2^2 。
那么,
S
= 1,
M
=1.01,
E?
= 2。
IEEE 754规定:
IEEE 754对有效数字M和指数E,还有一些特别规定。
至于指数E,情况就比较复杂。
首先,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。但是,我们 知道,科学计数法中的E是可以出 现负数的,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,对于8位的E,这个中间数是127;对于11位的E,这个中间数是1023。比如,2^10的E是10,所以保存成32位浮点数时,必须保存成10+127=137,即 10001001。
然后,指数E从内存中取出还可以再分成三种情况:
1.E不全为0或不全为1
2.E全为0
3.E全为1
代码结果的解答下面,让我们回到一开始的问题:为什么 0x00000009 还原成浮点数,就成了 0.000000 ?
首先,将
0x00000009
拆分,得到第一位符号位
s = 0
,后面
8
位的指数
E = 00000000
,最后
23
位的有效数字M = 000 0000 0000 0000 0000 1001。
9 ->
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1001
由于指数E
全为
0,
所以符合上一节的第二种情况。
因此,浮点数
V
就写成:
V = (
-
1)^0 × 0.00000000000000000001001 × 2^(
-
126) = 1.001 × 2^(
-
146)
显然,
V
是一个很小的接近于
0
的正数,所以用十进制小数表示就是?
0.000000
。
再看例题的第二部分。请问浮点数9.0,如何用二进制表示?还原成十进制又是多少?
首先,浮点数
9.0
等于二进制的
1001.0
,即
1.001?× 2^3
。
9.0
->
1001.0
->
(
-
1
)
^01
.
0012
^3
->
s?
=?
0
,
M?
=?
1.001
,?
E?
=?
3
+
127?
=?
130?
那么,第一位的符号位s = 0
,有效数字
M
等于
001
后面再加
20
个
0
,凑满
23
位,指数
E
等于
3+127=130
,即10000010
。
所以,写成二进制形式,应该是
s+E+M
,即?
0 10000010 001 0000 0000 0000 0000 0000
这个32
位的二进制数,还原成十进制,正是
1091567616
。
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