目录
基本数据的类型
?基本类型的归类
整型家族
浮点数家族
自定义类型
指针类型?
空类型
数据在内存中的存储
原码、反码、补码
大小端字节序存储介绍?
?浮点型在内存中的存储
引例:
浮点数存储规则
基本数据的类型
char? ? ? ? ? ? ? ? ?// 字符型? ??
short? ? ? ? ? ? ? ?// 短整型? ? ?
int? ? ? ? ? ? ? ? ? ?// 整型? ? ? ? ?
long? ? ? ? ? ? ? ?// 长整型? ? ??
longlong? ? ? ?// 更长的整型
float? ? ? ? ? ? ? //?单精度浮点型
double? ? ? ? ? // 双精度浮点型
各类型所占字节如下图:
?基本类型的归类
整型家族
unsigned(表示无符号但不可省) signed(代表有符号且可省)?
注意:char作为字符类型,但存储的是字符的ASCII码值,ASCII码值是整数!?
对于char来说 char并不等价于 signed char, 其等价于无符号还是有符号类型是取决于编译器的!
char? ? ?--->? ? unsigned char? ? ? ? ?signed char
short? ? --->? ? unsigned short? ? ? ?signed short?
int? ? ? ? --->? ? unsigned int? ? ? ? ? ? signed int
long? ? --->? ? unsigned long? ? ? ? ?signed long
举个例子:
short b = - 2; (short类型 有符号?两个字节 16bit)
此时b的二进制为:
1000000000000010? ?(二进制最高位红1代表符号位)
Tips: 对于有符号类型 最高位为0表示正数,为1则表示负数。对于无符号类型,最高位为数据位!
浮点数家族
float
double
自定义类型
数组类型? (int arr [10]? ?—>? arr的类型为? int [10]?)
结构体类型 struct
枚举类型 enum
联合类型 union
指针类型?
int *pa;
char *pb
float *pf
void *pv
Tips:指针变量就是用来存放地址的!?
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;
举例:
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
void test(void)
{
}
int main()
{
return 0;
}
数据在内存中的存储
原码、反码、补码
这三种码分为符号位和数值位两部分,符号位以0表示''正'',用1表示''负''!
负整数的原、反、补码各不相同:
原码
直接将二进制按照正负数的形式翻译成二进制。
反码
将原码的符号位你不变,其他位依次取反。
补码
在反码的基础上+1就是补码。
正整数的原、反、补码都相同。
举例:
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
int main()
{
int a = 10; //正整型
// 原码:00000000000000000000000000001010
// 反码:00000000000000000000000000001010
// 补码:00000000000000000000000000001010
int b = -10;
// 原码:10000000000000000000000000001010
// 反码:11111111111111111111111111110101
// 补码:11111111111111111111111111110110
int c = a - b; //注意 cpu只有加法
//实质上是 a+(-b); 两数的补码相加
// a的补码:00000000000000000000000000001010
// b的补码: 11111111111111111111111111110110
// c的补码:100000000000000000000000000000000
// 因为整型只能存32个bit位,所以c的补码最高位的1被截掉
// c的补码:00000000000000000000000000000000
// 最高位为0,原、反、补码相同 ,c的值为0
return 0;
}
补充:
补充2:
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
int main()
{
unsigned int ch = -10;
printf("%u\n", ch);
printf("%d\n", ch);
return 0;
}
结果为:?
?原因如下:
补充3:
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
int main()
{
signed char a = -1;
unsigned char b = -1;
printf("%d\n%d\n", a, b);
return 0;
输出结果为:
解析如下:?
补充4:
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
int main()
{
char a = -128;
char b = 128;
printf("%d\n%d\n", a, b);
return 0;
}
输出为:
解析如下:
补充5:
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
int main()
{
int i = -20;
unsigned int j = 10;
printf("%d\n", i + j);
return 0;
}
输出为:?解析如下:
补充6:
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
int main()
{
unsigned int i ;
for (i = 9; i >= 0; i--)
{
printf("%u\n", i);
}
return 0;
}
?输出为:(实际上为死循环)
?解析如下:
补充7:
int main()
{
char a[1000];
int i;
for (i = 0; i < 1000; i++)
{
a[i] = -1 - i;
}
printf("%d\n", strlen(a));
return 0;
}
输出为:
解析如下:
补充8:
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
unsigned char i = 0;
for (i = 0; i <= 255; i++)
{
printf(" hello !");
}
return 0;
}
输出结果:(死循环)
?解析如下:
大小端字节序存储介绍?
大端字节序存储:把一个数据低位字节处的数据存放在高位处,把高位字节处的数据存放在低地址处。
小端字节序存储:把一个数据低位字节处的数据存放在低位处,把高位字节处的数据存放在高地址处。
引例:
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
int main()
{
int a = 0x11223344; //给整型变量a赋值一个十六进制数
return 0;
}
我们进行调试,在内存窗口中查看a的地址,观察其存储的方式。
?观察结果如下图:
结论:
?此时采用的编译器 VS2019 使用的是 大端字节序存储
?浮点型在内存中的存储
引例:
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
#include<string.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("n的值为:%d\n", n);
printf("* pFloat的值为:%f\n", *pFloat);
return 0;
}
输出结果为:
我们由此结果可得出结论:浮点数的存储方式跟整型的存储方式是不一样的!
浮点数存储规则
根据国际IEEE(电气和电子工程协会)754,任意一个二进制浮点数V可表示成下面形式:
- ?(-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,大小等于1,小于2
- ? ?2^E表示指数位
举例:
Tips:当我们想保存3.14时,我们便以为小数点后只有两位十分容易保存,但对于我们的计算机来说是十分难以保存的,二进制小数点后 是以?2^-1开始 2^-2? 2^-3......这些值相加 来实现对小数的保存,为的就是让这些数加起来不断接近 0.14 这一值 !
此时当我们想保存一个浮点数时便可直接存储 S、?M、 E 这三个数值
对于 float 单精度浮点数类型 来说? ?S 占1个bit位? ?E 占8个bit位? ?M 占23个bit位
?对于double双精度浮点数 来说?S 占1个bit位? ?E 占11个bit位? ?M 占52个bit位
?IEEE?754对有效数宇M和指数E,还有一些特别规定
对于M来说: 1<M<2,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。
举例:
当我们存储1.1101的时候,只保存1101,等到读取时也便是还原成十进制浮点数时,再把第一位的1加上去。由此我们可以节省用来存储 M 的 一个bit位,以便提高精度!
对于E来说: E是一个无符号整型?(unsigned?int)? 当 E 为8位,它的取值范围为0-255;当?E 为11位,它的取值范围为0-2047。但科学计数法中的 E 是可为负数的。
EEE?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
举例:
当 2^10 的E是10,要保存成32位浮点数时,便必须保存成10+127=137,即 10001001
由此我们试着存储单精度浮点数 5.5
?那当我们想把指数E从内存中取出来时呢?
我们可分成三种情况:
- E不全为0或不全为1
浮点数就采用下面的规则表示,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加上第一位的1 举例:
? ? ?2. E全为0
规定 浮点数的指数 E 等于1-127(或者1-1023)?即为真实值 有效数字M不再加上第一位的1,而是还原为0.xxxxxx的小数。这样做是为了表示± 0,以及按近于0的很小的数字
? ? ?3.?E全为1
规定 有效数字 M 全为0,表示?± 无穷大(正负取决于符号位 S)
我们再次回到一开始引例,解析如下:
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