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C语言进阶 之 数据的存储核心知识点笔记

时间:2024-11-12 18:47:06浏览次数:3  
标签:11111111 知识点 0000 进阶 00000000 补码 C语言 int 原码

1.类型的基本归类

(1). 整型家族

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

(2). 浮点型家族

float
double

(3). 构造型家族

数组类型
结构体类型 struct
枚举类型 enum
联合类型 union

(4). 指针型家族

int pi;
char pc;
float
pf;
void
pv;

(5). 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。

2.整型存储

(1). 原码、反码、补码

符号位:0代表正号,1代表负号
数值位:
正数的原码,反码,补码都相同
负数:
原码直接将数值按照正负数的形式翻译成二进制就可以得到。
反码:在原码的基础上,符号位不变,其他位取反
补码:将反码+1
对于整型来说,计算机内存储的就是数值的补码。

(2). 大小端

定义:
大端(存储)模式:是指数据的低位保存在内存的高地址中,而数据的高位,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。
示例:
在这里插入图片描述
练习题:

//int main()
//{
//	char a = -1;
//	// 原码:10000000 00000000 00000000 00000001
//	// 反码:11111111 11111111 11111111 11111110
//	// 补码:11111111 11111111 11111111 11111111
//	// 截断:11111111
//	// %d 是一个有符号的整型,char-》signed int 整型提升,原本没有的位数全部按照符号位补上
//	// 整型提升
//	// 补码:11111111 11111111 11111111 11111111
//	// 反码:10000000 00000000 00000000 00000000
//	// 原码:10000000 00000000 00000000 00000001,结果输出-1
//	signed char b = -1;
//	// 与上述一样
//	unsigned char c = -1;
//	// 原码:10000000 00000000 00000000 00000001
//	// 反码:11111111 11111111 11111111 11111110
//	// 补码:11111111 11111111 11111111 11111111
//	// 截断:11111111
//	// 因为unsigned char是无符号,所以整型提升时为
//	// 补码:00000000 00000000 00000000 11111111
//	// 正数的原码,反码,补码是一样的,所以c输出255
//	printf("a=%d,b=%d,c=%d", a, b, c);
//	return 0;
//}

//int main()
//{
//	char a = -128;
//	// 原码:10000000 00000000 00000000 10000000
//	// 反码:11111111 11111111 11111111 01111111
//	// 补码:11111111 11111111 11111111 10000000
//	// 截断:10000000
//	// 整型提升
//	// 补码:11111111 11111111 11111111 10000000
//	// %u是无符号整型,无符号数就是正数,原反补一样,所以打印为:
//	// 补码:11111111 11111111 11111111 10000000 没有符号位了,直接打印这个数
//	printf("%u\n", a);
//	return 0;
//}

3.浮点型存储

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可以表示成下面的形式:
(-1)^S * M * 2^E
(-1)^S表示符号位,当S=0,V为正数;当S=1,V为负数。
M表示有效数字,大于等于1,小于2。
2^E表示指数位。

示例:
v=5.5
二进制形式 = 101.1,小数点后面是2(-1),2(-2),依此类推
= 1.0112^2 ,小数点往左边移动两位就是2^2
= (-1)^0 * 1.011 * 2^2 (所有浮点数都可以表示成这样)
其中,S=0, M=1.011, E=2
只要确定S,M,E就可以表示任何浮点数

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。

关于E的存储

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。

存储时:如果E是-1,保存成32位浮点数时,就会保存成-1+127=126

关于E的取出
E不全为1或0时
E的值减去127(或1023),得到真实值再将有效数字M前加上第一位的1
示例:
0.5(1/2)的二进制形式为0.1,由于规定正数部分必须为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00000000000000000000000,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M不再加上第一位的1,而是还原为0.xxxxxx的小数。这样做是为了表示±0,以及接近于0的很小的数字。

E全为1

这时,如果有效数字M全为0,表示±无穷大(正负取决于符号位s);

示例:


int main()
{
	float n = 9.0;
	// 转换成2进制:1001.0
	// (-1)^0 * 1.001 * 2^3
	// 其中 S=0, E=3, M=1.001
	// 存储为:0 10000010 00100000000000000000000
	// 0100 0001 0001 0000 0000 0000 0000 0000
	// 表示为16进制:0x 41 10 00 00

	float v = 5.5;
	// 转换成2进制:101.1
	// (-1)^0 * 1.011 * 2^2
	// 其中 S=0, E=2, M=1.011
	// 存储为:0 10000001 01100000000000000000000
	// 0100 0000 1011 0000 0000 0000 0000 0000
	// 表示为16进制:0x 40 b0 00 00
	//
	return 0;
}

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