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[C++知识库]【C语言精讲】数据的存储

目录

1. 数据类型介绍

1.1 类型的基本归类

整型家族

浮点数家族

构造类型(自定义类型)

指针类型

空类型

2. 整型在内存中的存储

2.1 原码、反码、补码

2.2 大小端(字节序的问题)

2.3 练习

2.3.1 设计程序来判断当前机器的字节序

2.3.2 练习二 - 下面程序输出什么

2.3.3 练习三

2.3.4 练习四

2.3.5 练习五

2.3.6 练习六

2.3.7?练习七

2.3.6 练习六

3. 浮点型在内存中的存储

3.1 浮点型存储例子

3.2 浮点数存储规则


1. 数据类型介绍

常见的基本内置类型:

char? ? ? ? ?//字符数据类型
short?? ??? ?//短整型
int? ? ? ? ? ? //整形
long? ? ? ? ?//长整型
long long ? //更长的整形
float? ? ? ? ? ?//单精度浮点数
double ? ? ?//双精度浮点数

1.1 类型的基本归类

整型家族

char
?? ?unsigned char
?? ?signed char
short
?? ?unsigned short[int]
?? ?signed short[int]
int
?? ?unsigned int
?? ?signed int
long
?? ?unsigned long[int]
?? ?signed long[int]

浮点数家族

float

double

构造类型(自定义类型)

数组类型

结构体类型 struct

枚举类型 enum

联合类型 union

指针类型

int* pi

char* pc

float* pf

void* pv

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、指针类型。

2. 整型在内存中的存储

计算机中的整数有三种表示方法,即原码、反码、补码

三种表示方法均有符号位数值位两部分,符号位都是用0表示“正”,用1表示“负”

2.1 原码、反码、补码

原码:直接将二进制按照正负数的形式翻译成二进制就可以。

反码:符号位不变,数值位与原码依次按位取反就可以得到了。

补码:反码+1就得到补码。

正数的原、反、补码都相同。

对于整型来说:数据存放内存中其实存放的是补码

2.2 大小端(字节序的问题)

大端字节序存储:当一个数据的低字节数据存放在高地址处,高字节序存放在低地址处,这种存储方式就是大端字节序存储。

小端字节序存储:当一个数据的低字节数据存放在低地址处,高字节序存放在高地址处,这种存储方式就是小端字节序存储。

2.3 练习

2.3.1 设计程序来判断当前机器的字节序

具体参见:判断当前机器的字节序(大小端问题)

2.3.2 练习二 - 下面程序输出什么

#include <stdio.h>
int main()
{
    char a= -1;
    signed char b=-1;
    unsigned char c=-1;
    printf("a=%d,b=%d,c=%d",a,b,c);
    return 0;
}

思路:1.a, b, c在内存中均为 -> 11111111(-1 补码中的后8位)?

? ? ? ? ? ?2.整型提升时按符号位补齐

输出结果为:a = -1, b = -1, c = 255

2.3.3 练习三

#include <stdio.h>
int main()
{
    char a = -128;
    printf("%u\n", a);
    return 0;
}

输出结果为:4294967168(11111111 11111111 11111111 10000000转为十进制)?

2.3.4 练习四

#include <stdio.h>
int main()
{
    char a = 128;
    printf("%u\n",a);
    return 0;
}

结果与练习三相同

2.3.5 练习五

int i= -20;
unsigned  int  j = 10;
printf("%d\n", i+j); 
//按照补码的形式进行运算,最后格式化成为有符号整数

按照补码进行运算,按照原码进行%d打印

输出结果为 -10

2.3.6 练习六

#include <stdio.h>
#include <windows.h>

int main()
{
    unsigned int i;
    for (i = 9; i >= 0; i--)
    {
        printf("%u\n", i);
        Sleep(1000);
    }
    return 0;
}

由于无符号整型中没有负数,因此运行结果为死循环

9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 4294967295?4294967294?4294967293…

2.3.7?练习七

#include <stdio.h>

int main()
{
    char a[1000];
    int i;
    for (i = 0; i < 1000; i++)
    {
        a[i] = -1 - i;
    }
    printf("%d", strlen(a));
    return 0;
}

输出结果为:255(-1? -2? -3 … -127 -128 127 126 125 … 5 4 3 2 1 0)

无符号char的取值范围:0~255

有符号char的取值范围:-128~127

2.3.6 练习六

#include <stdio.h>
unsigned char i = 0;
int main()
{
    for (i = 0; i <= 255; i++)
    {
        printf("hello world\n");
    }
    return 0;
}

运行结果为死循环(无符号char 加到256时为0)

3. 浮点型在内存中的存储

3.1 浮点型存储例子

#include <stdio.h>

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;
}

运行后结果为:

n的值为:9
*pFloat的值为:0.000000
num的值为:1091567616
*pFloat的值为:9.000000

?这个例子可以充分证明:浮点型和整型在内存中的存储完全不同。

3.2 浮点数存储规则

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)^S * M * 2^E

  • (-1)^S表示符号位,当S=0,表示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

如 5.5 这个十进制浮点数,转化为二进制则为 101.1 (

根据IEEE规定,则为,得:S = 0, M = 1.011, E = 2

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的特别规定:

M:由于 1 ≤ M<2?,因此 M 只存储小数点后面的位数(小数点前面默认为1)

E:是一个无符号整型,在存入内存时需要先加一个数(8bit为+127,11bit为+1023)

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