數(shù)據(jù)類型

1.基本內(nèi)置類型：byte,int ,char, float, double

2.構(gòu)造數(shù)據(jù)類型：

數(shù)組類型；
結(jié)構(gòu)體類型：struct
共用體（聯(lián)合類型）：union
枚舉類型：enum

3.指針類型 ：int* p,char* p,float* p,void* p

4.空類型 ： void(無(wú)類型)，通常用于函數(shù)的返回類型，函數(shù)參數(shù)與指針類型。

構(gòu)造類型又叫自定義類型，在各自參數(shù)或者元素類型發(fā)生變化就會(huì)讓他徹頭徹尾的改變；而基本數(shù)據(jù)類型的特點(diǎn)就是不可以再分解為其他類型，基本類型就是自我說(shuō)明，關(guān)于他們的作用就不一一贅述了。

內(nèi)存窗口

那首先要在調(diào)試欄打開(kāi)內(nèi)存窗口，并搞清楚怎么觀察內(nèi)存，這是必要的工具

1.地址欄

2.內(nèi)容

這些密密麻麻的就是內(nèi)存中的數(shù)據(jù)，看到這里你可能就會(huì)疑惑，不是說(shuō)內(nèi)存里存的都是二進(jìn)制數(shù)嗎，這些是什么鬼？是的，沒(méi)有錯(cuò)，但是內(nèi)存窗口展示內(nèi)容有限，在有限的范圍內(nèi)，他只能選擇以 16 進(jìn)制的形式展示出來(lái)，僅僅是展示而已。

3.文本

這個(gè)更是人不人鬼不鬼的其實(shí)是他根據(jù)內(nèi)存的數(shù)據(jù)簡(jiǎn)單的以文本的格式輸出其可能的內(nèi)容，無(wú)價(jià)值簡(jiǎn)直就是意義不明。

整型的存儲(chǔ)

不論我們?cè)趯懘a時(shí)創(chuàng)建了個(gè)什么東西，他不會(huì)居于虛空，存在載體就會(huì)占用內(nèi)存，而空間的大小是根據(jù)我們創(chuàng)建的數(shù)據(jù)的類型而決定的，我們要回到問(wèn)題最本質(zhì)的源頭，在開(kāi)辟的內(nèi)存中到底如何去存儲(chǔ)數(shù)據(jù)？我們不廢話直接創(chuàng)建倆個(gè)變量看看便知

int main()
{
int a = 5;
int b = -5;
return 0;
}

內(nèi)存窗口打開(kāi)我們可以取地址查找 a，b 的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)情況：

這里是不是感覺(jué)很奇怪，二者為何差異這么大？要搞清楚我們就要繼續(xù)深入研究。

原碼，反碼，補(bǔ)碼

說(shuō)整數(shù)的二進(jìn)制有三種表示方法：原碼，反碼，補(bǔ)碼。

整數(shù)分為正數(shù)和負(fù)數(shù)，正負(fù)數(shù)的區(qū)別就在于他們二進(jìn)制32位數(shù)的最高位的 0和1代表著符號(hào)位，0為正，1為負(fù)，其余才是有效位。

正數(shù)的原反補(bǔ)三碼合一，和他本身是一樣的。但是負(fù)數(shù)就花哨了，負(fù)數(shù)原碼是按照一個(gè)數(shù)的正，負(fù)直接寫出來(lái)的二進(jìn)制就是原碼。反碼在原碼基礎(chǔ)上，除開(kāi)符號(hào)位進(jìn)行取反得到。這里強(qiáng)調(diào)一下，之前講過(guò)一個(gè)操作符：~（按位取反操作符），區(qū)別一下他倆，按位取反操作符是針對(duì)二進(jìn)制數(shù)每一位全部都取反，包括符號(hào)位。補(bǔ)碼則是反碼的基礎(chǔ)上+1得到，比如 -7 這個(gè)數(shù)的原反補(bǔ)分別為：

10000000 00000000 00000000 00000111 （原）
111111111 111111111 111111111 111111000（反）
111111111 111111111 111111111 111111001（補(bǔ)）

b 的 -5 就是 00000000 00000000 00000000 00000101以補(bǔ)碼 11111111 11111111 11111111 11111011 每四個(gè)字節(jié)為一位化成16 進(jìn)制就是 0xfffffff3。

補(bǔ)碼的意義

既然內(nèi)存中中存儲(chǔ)的是二進(jìn)制的補(bǔ)碼，我們現(xiàn)在不談現(xiàn)象談本質(zhì)，為什么偏偏要是補(bǔ)碼呢？
我們要明白一件事就是計(jì)算機(jī)算減法是相對(duì)不容易的，因?yàn)镃PU里面沒(méi)有減法器，只有加法器，要算 1-1 時(shí)只能算作 1+（-1）。計(jì)算機(jī)用二進(jìn)制去計(jì)算時(shí)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)用原碼或者反碼去計(jì)算根本行不通，只有補(bǔ)碼才可以實(shí)現(xiàn)。

由此看來(lái)，補(bǔ)碼的地位是絕對(duì)的老大哥，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，數(shù)值一律用補(bǔ)碼來(lái)存儲(chǔ)，主要原因是：

1.統(tǒng)一了零的編碼

2.將符號(hào)位和其它位統(tǒng)一處理

3.將減法運(yùn)算轉(zhuǎn)變?yōu)榧臃ㄟ\(yùn)算

4.兩個(gè)用補(bǔ)碼表示的數(shù)相加時(shí)，如果最高位(符號(hào)位)有進(jìn)位，則進(jìn)位被舍棄

由這里看，加法和減法可以統(tǒng)一起來(lái)處理，此外補(bǔ)碼和原碼相互轉(zhuǎn)換時(shí)，其運(yùn)算過(guò)程是相同的，不需要額外的硬件電路。

大小端模式

之前的博客專門講了大小端存儲(chǔ)模式專題，其實(shí)大小端的檢驗(yàn)也可以用今天的知識(shí)來(lái)解決：

# include<stdio.h>
int check_s()
{
	int i = 1;
	return (*(char*)&i);
}
int main()
{
	int ret = 0;
	ret = check_s();
	if (ret == 1)
	{
		printf("小端\n");
	}
	else
	{
		printf("大端\n");
	}
	return 0;

其結(jié)果：

不同數(shù)據(jù)類型存儲(chǔ)

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;
}

上面這個(gè)代碼乍一看就是三個(gè)-1，仔細(xì)看就會(huì)發(fā)現(xiàn)char類型后面陰差陽(yáng)錯(cuò)跟個(gè) -1，-1是整數(shù)啊，這時(shí)是不是感覺(jué)有一絲凌亂？-1的原碼為1000（30個(gè)0）1，取反+1得到補(bǔ)碼111……111（32個(gè)1），而 char 只能放 8 個(gè)比特位，就意味著會(huì)發(fā)生截?cái)?，，a = 11111111，而我們?cè)趘s環(huán)境里面 signed char和char是一樣的，我們不妨看看運(yùn)行結(jié)果如何：

為什么c會(huì)是 255呢？首先要明白為什么b 會(huì)是 -1，我們 signed char b在截?cái)嗪?，如果?以%d形式進(jìn)行打印，就會(huì)發(fā)生整型提升，有符號(hào)數(shù)的最高位會(huì)被認(rèn)為是符號(hào)位，而整型提升時(shí)會(huì)以整型的原符號(hào)位進(jìn)行提升，因?yàn)槭秦?fù)數(shù)就會(huì)全部補(bǔ)成1，再按照補(bǔ)碼轉(zhuǎn)原碼倒回去會(huì)發(fā)現(xiàn)結(jié)果就是 char a= -1。

同理，c 是無(wú)符號(hào)數(shù)，但也會(huì)發(fā)生整型提升，無(wú)符號(hào)數(shù)提升通通補(bǔ) 0 ，按照%d 打印時(shí)，內(nèi)存就會(huì)認(rèn)為這是一個(gè)有符號(hào)數(shù)，最高位又會(huì)被默認(rèn)為符號(hào)位，最后轉(zhuǎn)換成原碼，就會(huì)得到 255。

接著上面的思路再來(lái)看看這個(gè)代碼：

# include<stdio.h>
# include<windows.h>
int main()
{
unsigned int a ;
for(a=9;i>=0;i--)
{
printf("%u ",i);
Sleep(1000);
return 0;
}
}

這個(gè)代碼也是一個(gè)眼見(jiàn)不為實(shí)的代碼，表面上是打印9個(gè)數(shù)，實(shí)則實(shí)在無(wú)限的死循環(huán)，你發(fā)現(xiàn)了嗎？聰明的你如果看到 判斷條件 i>=0 這個(gè)條件，就可能發(fā)現(xiàn)端倪，十有八九會(huì)死循環(huán)，因?yàn)椴还苁裁辞闆r都會(huì)恒成立。我們來(lái)看看運(yùn)行效果：

當(dāng)我0進(jìn)入后很自然的變成了-1，而-1會(huì)放到無(wú)符號(hào)整型，補(bǔ)碼是32位全1，而作為無(wú)符號(hào)整型，最高位不再是符號(hào)位，所有位都是有效位，轉(zhuǎn)化為原碼是一個(gè)巨大的數(shù)字，由于滿足循環(huán)判斷條件于是開(kāi)始?xì)g樂(lè)死循環(huán)。我們可以根據(jù)這些實(shí)例總結(jié)出相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)。

浮點(diǎn)數(shù)存儲(chǔ)機(jī)制

浮點(diǎn)數(shù)相對(duì)于整型，他的存儲(chǔ)機(jī)制會(huì)更復(fù)雜。
浮點(diǎn)數(shù)包括float和double，甚至long double，浮點(diǎn)數(shù)的表示范圍在 float.h中定義。

int main()
{
int  n = 9;
float* pFloat = (float*)&n;
printf("n=%d",n);
printf("*pFloat=%f\n",*pFloat);
*pFloat = 9.0;
printf("n=%d\n",n);
printf("*pFloat=%f\n",*pFloat);
return 0;
}

對(duì)上面這個(gè)代碼，我一開(kāi)始的覺(jué)得打印的是：9，9, 9.0, 9.0，后來(lái)發(fā)現(xiàn)是我格局小了。

如上結(jié)果我們就能明顯看出浮點(diǎn)數(shù)和整型存儲(chǔ)是不一樣的。

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEEE（電氣和電子工程協(xié)會(huì)）754標(biāo)準(zhǔn)，任意一個(gè)二進(jìn)制浮點(diǎn)數(shù)V都可以表示成下面的形式：

V=(-1)^S * M * 2^E

1. (-1)^s 表示符號(hào)位，s為0表示正，s為1表示負(fù)

2. M 表示有效數(shù)字，大于等于1，小于2

3. 2^E 表示指數(shù)位

對(duì)于32位浮點(diǎn)數(shù)，最高符號(hào)位s，接著 8位是指數(shù)E，剩下23位為有效數(shù)字M；而64位浮點(diǎn)數(shù)，11位是指數(shù) E，剩下的 52 位有效數(shù)字M。
這里的M和E還有特殊的規(guī)定

IEEE 754規(guī)定，在計(jì)算機(jī)內(nèi)部保存M時(shí)，默認(rèn)這個(gè)數(shù)的第1位總是1，因此可以被舍去，只保存后面的小數(shù)部分。例如保存1.01的時(shí)候，只保存01，等到讀取的時(shí)候，再把第一位的1加上去。這樣做的目的，是節(jié)省1位有效數(shù)字。以32位浮點(diǎn)數(shù)為例，留給M只有23位，將第一位的1舍去以后，等于可以保存24位有效數(shù)字。

我們會(huì)把指數(shù)位看作是無(wú)符號(hào)整數(shù)，取值在0到255，如果是11位的E，取值在0到2047，但是眾所周知，科學(xué)記數(shù)法里面E是可以出現(xiàn)負(fù)數(shù)的，所以還有規(guī)定就是E在存入時(shí)會(huì)先修飾一波，給真實(shí)值加上一個(gè)中間值，對(duì)于 8位與11位的E，這個(gè)中間數(shù)是127和1023,比如 2 的十次方，E就是10，保存成32位浮點(diǎn)數(shù)時(shí)，必須變成10+127=137，即10001001。E在全0和全1的情況下代表著接近于0的無(wú)窮小和無(wú)窮大。

我們回到最開(kāi)始的問(wèn)題，9的原反補(bǔ)三碼合一00000000 00000000 00000000 00001001，E為全0時(shí)其真實(shí)值是-126，除去S與E，小數(shù)部分M為0000……01001，而%f只能打印后6位，這就是為什么打印0.000000。接著pFloat為9.0浮點(diǎn)數(shù)進(jìn)入，對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制為1001.0，科學(xué)記數(shù)法1.0012^3，S=0,E=3,M=1.001，存入后變成 0 10000010 0010000000000000000000,（S E M），為了方便我們換成16進(jìn)制計(jì)算出是 0x41100000，我以%f取出就是他自己這沒(méi)什么解釋的，困惑的可能是%d的結(jié)果，以%d打印就默認(rèn)為有符號(hào)數(shù)，變成補(bǔ)碼轉(zhuǎn)換出來(lái)就是 1091567616。

今天就到這里吧，摸了家人們，更多關(guān)于C語(yǔ)言進(jìn)階數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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