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C语言——数据在内存中的存储(未完待续)

YC@_@ 2024-07-24 00:01:01
简介C语言——数据在内存中的存储(未完待续)


一、数据类型的介绍

无符号整形就是把有符号的取值范围合并,就是无符号整形的取值范围

数据类型字节数取值范围
int4-2147483648~2147483647
short2-32768~32768
lomg8-2147483648~2147483647
long long8-9223372036854775808~9223372036854775807
char1-128~127
unsigned char10~255
unsigned int40~4294967295
unsigned shor20~65535
unsigned long80~4294967295
unsigned long long80~1844674407309551615
float41.1754910-38~3.402821038
double82.2250710-308~1.7976910308
long double122.2250710-308~1.7976910308

类型的意义:使用这个类型开辟内存空间的大小(大小决定了使用范围)

浮点型没有有符号跟无符号区别

在无符号类型中,假如原码是0001是无符号数,这四个都是没有符合位,假如转反码都可以取反1110。

1.0、有符号跟无符号计算原理

有符号的取值范围计算

正数原码就是补码,负数补码转反码然后原码

在这里插入图片描述
无符号的取值范围计算

无符号正数补码就是原码

在这里插入图片描述

假如是char类型,在不断+1过程中可以发现规律,到了-128时+1最高位会因为只能放8个字节而丢失最高位,会原回到原来的0,所以会不断的循环

![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/2b83599934f64203a37654151becb1e9.pn


1.1、数据类型的基本分类

数据类型也分为整形家族与浮点型家族

整形家族:

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


浮点型家族:

float
double


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 * 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


二、整形与浮点型在内存中的存储

1.整型

数据类型决定了所开辟空间的大小,知道了数据决定空间的大小,接下来就来了解,数据在内存中是怎么存储,来继续往下看。

数据内存是用补码进行存储

在这里插入图片描述
内存的显示为十六进制

可以看出补码的存储顺序相反,接下来又引申出了大端跟小端。


练习

整形提升练习一:

整型提升根据数据类型的符号位提升

int main()
{   
	char a = -1;
	//10000000000000000000000000000001
	//11111111111111111111111111111110
	//11111111111111111111111111111111-截断		//a存储的-1是整型,而a类型却是char,整型占四个字节,char却是一个字节,整型存放进char就需要截断。
	//11111111 -a
	//11111111111111111111111111111111
	//11111111111111111111111111111110
	//10000000000000000000000000000001--> -1

	signed char b = -1;	//11111111111111111111111111111111
	//11111111 -b

	unsigned char c = -1;
	//11111111 -c
	//00000000000000000000000011111111
	printf("a=%d,b=%d,c=%d", a, b, c);
	//%d - 十进制的形式打印有符号整型整数
	//整型提升

	return 0;
}

练习二:

int main()
{
	char a = -128;
	//-128
	//10000000000000000000000010000000
	//11111111111111111111111101111111
	//11111111111111111111111110000000
	//-128的补码
	//10000000
	//11111111111111111111111110000000

	printf("%u
", a);
	return 0;
}


练习三:

int main()
{
	//无符号整型恒大于等于0
	//在无符号数迭代成-1时,将会是一个非常大的正数
	unsigned int i;
	for(i = 9; i >= 0; i--)
	{
		printf("%u
", i);
		Sleep(1000);//单位是毫秒
	}

	return 0;
}


练习四:

a[i]里面的值会不断-1-i,直到-128为止,又因为char取值范围,前面有图char到了-128时在-1会去掉最高位会回到0,之后会不断在**-1 —— -128 —— 0 —— 127**,总共长度为256,直接不断重复循环

int main()
{
//char取值范围-128~127
//a[i]里面的值会不断-1-i,直到-128为止,又因为char取值范围,前面有图char到了-128时在-1会去掉最高位
	char a[1000];
	int i;
	for (i = 0; i < 1000; i++)
	{
		a[i] = -1 - i;
	}
	//strlen取之前的长度为255
	printf("%d", strlen(a));
	return 0;
}

1.0、大小端的介绍

什么大端小端:

大端字节序存储,把一个低位的数据内容,存放在低地址处,把一个高位的数据内容,存放在高地址处
小端字节序存储,把一个低位的数据内容,存放在高地址处,把一个高位的数据内容,存放在低地址处

字节序:是以字节为单位,讨论存储顺序

int main()
{
	int a = 0x11223344;
	return 0;
}

在这里插入图片描述

练习:
判断当前机器的字节序

#include <stdio.h>
int check_sys()
{
 int i = 1;
 //原类型可以访问4个字节,而程序只需要访问一个字节,所以先&a在转换成*char,又因为*成可以解引用内存

//考虑优先级
 return (*(char *)&i);
}
int main()
{
 int ret = check_sys();
 if(ret == 1)
 {
 printf("小端
");
 }
 else
 {
 printf("大端
");
 }
 return 0;
}

2.原码、反码、补码

接下来补充一下原码、反码、补码的知识,在计算机中的整数有三种表示方法,原码、反码、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”。

正数原、反、补相同,负数需要把原码转为反跟补码

int main()
{
	//正数
	int num  = 10;//创建一个整型变量,叫num,这时num向内存申请4个字节来存放数据
	//4个字节-32比特位
	//00000000000000000000000000001010-原码
	//00000000000000000000000000001010-反码
	//00000000000000000000000000001010-补码

	//二进制先换成十进制然后在换成十六进制,因为为了调试时内存的显示的是十六进制
	
	//4个二进制位等于1个bit位,8个比特位等于一个字节

	//负数
	int num2 = -10;
	//10000000000000000000000000001010 - 原码
	//11111111111111111111111111110101 - 反码
	//11111111111111111111111111110110 - 补码

	return 0;
}

计算时补码的原理

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。

//计算1-1
//1+(-1)
// 00000000000000000000000000000001 --> 1的补码
// 11111111111111111111111111111111 --> -1的补码
// 00000000000000000000000000000000
// 
// 原码计算是错误的
//00000000000000000000000000000001
//10000000000000000000000000000001
//10000000000000000000000000000010---> -2

2.0、原码

原码就是二进制


2.1、反码

原码按位取反得到反码,符号位不变


2.2、补码

在反码右边第一位+1满2为0进1位,符号位不变

2.3、补码转原码第二种方法

补码、取反、+1得到补码

有符号
补码:111111111111111111111111111111110110
取反:10000000000000000000000000001001
+1 : 10000000000000000000000000001010


风语者!平时喜欢研究各种技术,目前在从事后端开发工作,热爱生活、热爱工作。