【数据在内存中的存储】


前言

本章重点
数据类型详细介绍
整形在内存中的存储;原码、反码、补码
大小端字节序介绍及判断
浮点型在内存中的存储解析

提示:以下是本篇文章正文内容,下面案例可供参考

一、数据类型介绍

1、数据类型

基本的内置类型:

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

//C语言有没有宇符串类型?以及他们所占存储空间的大小。

2、C语言类型

内置类型

char
short
int
long
float
double

3、类型的意义

1.使用这个类型开辟内存空间的大小(大小决定了使用范围)。
2:如何看待内存空间的视角。

4、类型的基本归类

整形家族;

在这里插入图片描述


构造类型;

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
char
float
void

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。

浮点数家族;

float
double

5、整形在内存中的存储

我们之前讲过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。

那接下来我们谈谈数据在所开群内存中到底是如何存储的?

比如;

int a = 20;
int b = -10;

我们知道为a分配四个字节的空间。那如何存储?

下来了解下面的概念:

原码、反码、补码

计算机中的有符号效有三种表示方法,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以

反码

将原码的符号位不变,其他位依次按位取反就可以得到了。

正数的原、反、补码都相同

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?

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。

6、什么大端小端:

大端(存储)模式,是指数据的低位保存在内存的高地址中,而数据的冒位,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。

7、为什么有大端和小端

为什么会有大小端模式之分呢?这是因为在计算机悉统中,我们是以字节内单位的,每个他址单元都对应看一个字节,一个学节为8bit•但是在C语言中除了8bic的char之外,还有15bit的shor型,32bit的long(要看具体的编译器),另外,对于位数大于8位的处理器,例如16位或者32位的处理器,由于青存器竞厦人于一个字节,那么必然存在着一个如果按多个字节安排的向题。国此就导致了大端存信模式和小端存储模式。

例如;

一个16bit的short型x,在内存中的地址为 0x0010.x 的值为 Qx1122那么0x1为高字节, 0x22为低字节,对于大端模式,就焰 ox11 放在低地址中即 0x0010中,0x22 放在高地址中,即 0x001 中端模式,刚好相反。我们常用的 x86 结构是小端摸式,而XETL c51 则为大端模式。很多的ARM.DSP都为小端模式。有些ARM处理器还可以由硬件来选择是大端摸式还是小端模式。

8、数据中机器的字节序是什么

在这里插入图片描述


代码如下;

在这里插入图片描述

二、浮点型在内存中的存储

1.浮点型在内存中的存储

常见的浮点数

3.14159 1E10 浮点数家族包括:float、double、long double 类型。浮点数表示的范围:
float.h中定义。

浮点数存储的例子:

int main()
{
int n = 9;
float *pFloat = (float *) &n;
printf(“neg#: %d\n” , n) ;
printf(“*pFloate9(%: %f\n”, *pFloat);

*Float = 9.0;
printf(“numag(@%:%d\n”,n);
printf(“*pFloatt(#%:%f\n”,*pFloat);
return 0:
}

2、双精度浮点型

EEE 754对有效数字N和指数E,还有一些特别规定。前面说过,1sMsz,也就是说,M可以与成工。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,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,它的取值范国为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。比妇,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.

3、浮点数

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

这时,浮点数就采用下面的规则表示,即相数E的计算值减去127(或1023),得到真实值,青将有效数字M前加上第一位的1。比如:0.5(1/2)的二进制形式为011,由于规定工数部分必须为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00000Q000000000p00a0go0,则其二进制表示形式为:0 01111110 00000000000000000000000

E全为0

这时,浮点数的指数E等 于1-127(或者1-1023)即为真实值,有效数字 不再加上第一位的1,市是还原为0.xxxxxx的小数。这样做是为了表示士0,以及接近于o的很小的数字
F全为1,这时,如果有效数字M全为0,表示土无穷大(正负取决于符号位s)
好了,关于浮点数的表示规则,就说到这里。

总结

这里对文章进行总结:
以上就是今天要讲的内容,本文仅仅简单介绍了数据在内存的存储的使用,而数据提供了大量能使我们快速便捷地处理数据在内存中的存储和方法

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