数据的存储（day17）

重点

整型与浮点数的存储。

数据类型

意义

2）在内存空间如何存储。

实例

int main()
{
  int a = 10;
  float b = 10.0;
  short c = 10;
  char d[] = "10";
  return 0;
}

1个字节为8个bit位，转化为十六进制位2的8次幂=16的二次幂，也就是十六进制的两位，所以内存中以2位表示一个字节。

内存中，整型都是以补码形式存储，因为cpu硬件只有加法器

实例

计算 1+（-1）=0

数字1    ：00000000  00000000  00000000  00000001（补码）

数字-1  ： 11111111  11111111  11111111  11111111（补码）

结果     ：  10000000  00000000  00000000  00000000

进一位  ：  0000000  00000000  00000000  00000000

1.大端存储模式与小端存储模式

大端：数据的低位保存在内存的高地址，数据的高位保存到内存的低地址。

小端：数据的低位保存在内存的低地址，数据的高位保存到内存的高地址。

实例

数字20，整型会向内存四个字节，以16进制表现为：00 00 00 14

实例

int main()
{
  int a = 19;
  int* ap = &a;
  char* app = (char*) & a;
  printf("%d\n", *app);
  return 0;
}

指针类型决定了指针解引用访问几个字节。（int型指针访问4个字节，char型访问1个字节）

指针类型决定了指针+1的步长                  （决定步长）

强制转化后，用char形指针接收int型数据，则char型指针只会访问int型数据的首个字节，这就是实现大小端存储判断的原因。

2.char型数据详解

char型数组会像内存中请求1个字节储存

有符号位的char

无符号位的char

实例

int main()
{
  char a = -1;
  signed char b = -1;
  unsigned char c = -1;
  printf("%d\n%d\n%d\n", a, b, c);
  return 0;
}

结果

-1
-1
255

a的原码  1000 0001

a的反码  1111 1110

a的补码  1111 1111

a的隐形整型化（补码为int型）

11111111  11111111  11111111  11111111

a整形后的原码

11111111  11111111  11111111  11111110

10000000  00000000  00000000  00000001

整型打印为-1.

同理可得 signedchar整形后打印值也为-1.

补充：char的定义

C标准中对char是 Impementation Defined，就是未明确定义

（1）那它由什么定义？坦白说，具体的编译器明确定义，一般都是用signed char或unsigned char来实现char的，也就是说不同的编译器对char是什么定义不一样

（2）为什么要这样定义？因为这三种类型的对象在存储介质中的表现形式是一样的（都是一个占8bit的01串，只是解析的时候不同）

（3）到底是signed char还是unsigned char？这得看编译器：VC编译器、x86上的GCC都把char定义为signed char，而arm-linux-gcc却把char定义为 unsigned char

对于unsigned类型

c的原码   1111 1111（0-1后溢出再截取）

c的反码   1111 1111

c的补码   1111 1111

c的隐形整型化（补码为unsigned int型）

00000000  00000000  00000000  11111 1111

整型打印百分制为255.

实例

int main()
{
  char a = -128;
  printf("%u\n", a);
  return 0;
}

结果

4294967168

a的原码 1111  1111

a的反码 1000  0000

a的补码 1000  0001

a的整型化（默认整型化为int型）

  11111111  11111111  11111111  1000  0001

打印为unsigned int型

4294967168

在内存中，char 与unsigned char没有什么不同，都是一个字节，8个bit，普通的赋值，读写文件和网络字节流都没什么区别，反正就是一个字节，不管最高位是什么，最终的读取结果都一样，只是你怎么理解最高位而已。

无符号位char型补的都为0，而带符号位char型补的为符号位。

3.float型数据详解

S EEEEEEEE FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF

S：符号位，正数时为0，负数时为1

E：指数位

F：有效数字，大于1小于2，因为前面必有1，所以FFFFFFFFFFFFFFF存储的仅为小数部

注：E为指数，但有可能为负值，但在IEEE中规定E为无符号数（以float为例）。即在E区只能存储0~255这256个整数。为了区分正负，用中间数127（double类型为1023）作为分界点，当指数位为-1时，加上127在E区存储126，同理当指数位为-126时，在E区存储值1.所以实际上能存储的指数值为-127~128.

实例

int main()
{
  float a = -5.5;
  //S = 1;
  //去除正负号后的二进制表示：101.1
  //101.1=1.011*2^2
  //E存储指数位 2+127 = 129
  // 转化为二进制  1000 0001
  //F存储有效数字的二进制小数位  0.11   补为23位   0110 000000000
  //则内存存储为： 1   1000 0001   0110 000000000
  // 11000000101100000000000000000000
  //1100  0000  1011   0000  0000   0000  0000  0000
  // c     0      b     0      0      0     0    0
  // c0   b0   00  00
  return 0;
}

结果

注意为大端存储

所以低地址存低位高地址存高位。

特例

E区全为0

即指数取到-127，默认根据符号位只取±0

E区全为1

即指数取到128，默认根据符号位只取±∞