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[C++知识库]C语言:数据在内存中的存储 |
1.数据类型介绍2.整形在内存里面的存储(原码/反码/补码)3.大小端字节序介绍4.浮点数类型在内存的存储一.数据类型的介绍
?类型意义:? ? ? ? 1.使用这个类型开辟内存空间的大小???????? ? 从调试内存中 可以看到这些数据类型对应使用的内存空间大小 内存中显示的叫做字节序 用通俗一些的理解就是1个二位数为1个字节序 采用16进制显示 如果使用二进制来显示内存的数据内容,那将会需要很大一片显示空间 对显示器大小要求高! 所以采用16进制是非常好的一个选择 从这就可以看出来一个数据类型可以使用多少内存空间 与它所存的数值无关而是类型大小则决定了这个类型可以使用的内存范围 ? ? ? ??2.如果看待内存空间的视角?通过上面的变量创建我们还可以看的出来,根据变量创建的先后顺序,内存的使用都是由高到低,计算机内存的使用规则都是先使用高地址空间,再使用低地址空间 内存的空间是连续的! 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.整形在内存里面是怎么存储的?
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
那么整形是怎么进行储存的呢?
比如:
想知道整形是怎么在内存里进行存储的,那么就必须要知道一个概念
原码、反码、和补码计算机中的整数有三种表示形式:就是原码/反码和补码 三种表示方法都有共同点就是符号位和数值位两部分,符号位是用0来表示"正",?1?用来表示"负" 而数值位的话 如果是正整数,那么它的原码反码补码相同 如果是负整数的话 那么它的原反补码是有差别的 负数的三种表示方法:
对于整形来说:数据存放内存中其实存放的是补码。 因为在计算机系统中,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
?
我们看一下内存中的数据
?
可以看到所有整形类型存放的都是补码,但是数据的存放却是倒过来的 这个就涉及大小端概念
大小端介绍?什么是大端和小端
?为啥会有大小端概念?
浮点型在内存中的存储:?一个例子:
程序的打印结果为: 通过这个程序可以证明,浮点数和整数在内存中的存入与输出,是不一样的! 浮点数的存储规则
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,按照上面
V
的格式,可以得出
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:
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
。
?
IEEE 754
对有效数字
M
和指数
E
,还有一些特别规定。
前面说过,
1≤M<2
,也就是说,
M
可以写成
1.xxxxxx
的形式,其中
xxxxxx
表示小数部分。
IEEE 754
规定,在计算机内部保存
M
时,默认这个数的第一位总是
1
,因此可以被舍去,只保存后面的
xxxxxx
部分。比如保存
1.01
的时候,只保存
01
,等到读取的时候,再把第一位的
1
加上去。这样做的目
的,是节省
1
位有效数字。以
32
位浮点数为例,留给
M
只有
23
位,将第一位的
1
舍去以后,等于可以保
存
24
位有效数字。
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:
E
不全为
0
或不全为
1
?E全为0
E全为1
这就是关于数据在内存中存储的所有知识点啦~欢迎补充~? |
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