数据在内存中的存储

目录

前言

一、整数在内存中的存储

二、大小端字节序和字节序判断

1、什么是大小端？

2、为什么有大小端?

3、练习

三、浮点数在内存中的存储

前言

本章我们学习一下数据在内存中是如何存储的，包含整数在内存中的存储、大小端字节序和字节序判断、浮点数在内存中的存储三个部分，话不多说我们开始

一、整数在内存中的存储

我们知道整数的2进制表示方法有三种，即原码、反码和补码

正整数的原、反、补码都相同

负整数的三种表示方法各不相同：

   原码：直接将数值按照正负数的形式翻译成二进制得到的就是原码

   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反码

   补码：反码+1就得到补码

对于整形来说：数据存放内存中其实存放的是补码

二、大小端字节序和字节序判断

1、什么是大小端？

其实超过一个字节的数据在内存中存储的时候，就有存储顺序的问题，按照不同的存储顺序，我们分为大端字节序存储和小端字节序存储

下面是具体的概念：

大端（存储）模式：是指数据的低位字节内容保存在内存的高地址处，而数据的高位字节内容保存在内存的低地址处

小端（存储）模式：是指数据的低位字节内容保存在内存的低地址处，而数据高位字节内容，保存 在内存的高地址处

在VS上用的是小端存储

2、为什么有大小端?

这是因为在计算机系统中，我们是以字节为单位的，每个地址单元都对应着一个字节，一个字节为8bit 位，但是在C语言中除了8bit的 char 之外，还有16bit的 short 型，32bit的 long 型（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，由于寄存器宽度大于一个字节，那么必然存在着一个如何将多个字节安排的问题。因此就导致了大端存储模式和小端存储模式

3、练习

设计⼀个小程序来判断当前机器的字节序：

int check_sys()
{
	int n = 1;

	if (*(char*)&n == 1)
		return 1;//小端
	else
		return 0;//大端
}

int check_sys()
{
	int n = 1;
	return *(char*)&n;
}

int main()
{
	int ret = check_sys();
	if (ret == 1)
		printf("小端\n");
	else
		printf("大端\n");

	//0x00 00 00 01

	//01 00 00 00
	//00 00 00 01
	return 0;
}

三、浮点数在内存中的存储

常见的浮点数：3.14159、1E10等，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

浮点数在计算机内部的表示方法：

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可以表示成下面形式：

IEEE 754对有效数字M和指数E，还有⼀些特别规定

 前面说过 1≤M<2 ，也就是说，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

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

IEEE754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

比如，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

本章到这里就结束啦，希望各位小伙伴可以点个关注，支持一下阿鹿，大家的鼓励是我前进的第一动力，3Q~