1. 数据类型介绍
前面我们已经学习了基本的内置类型：
char //字符数据类型
short //短整型
int //整形
long //长整型
long long //更长的整形
float //单精度浮点数
double //双精度浮点数
以及他们所占存储空间的大小。
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）。
如何看待内存空间的视角。
1.1 类型的基本归类：
整形家族：
char //字符储存和表示的时候本质上使用的是ASCII值，ASCII值是整数，字符类型也归类到整数家族。 unsigned char signed char short unsigned short [int] signed short [int] int unsigned int signed int long unsigned long [int] signed long [int]
浮点数家族：
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。
2. 整形在内存中的存储
我们之前讲过一个变量的创建是要在内存中开辟空间的。空间的大小是根据不同的类型而决定的。
那接下来我们谈谈数据在所开辟内存中到底是如何存储的？
比如：
int a = 20; int b = -10;
我们知道为 a 分配四个字节的空间。
那如何存储？
下来了解下面的概念：
2.1 原码、反码、补码
计算机中的整数有三种2进制表示方法，即原码、反码和补码。
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”，而数值位正数的原、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就可以得到原码。
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。
看刚刚举的例子：
#include <string.h> //整数的二进制表示形式： //原码 //反码 //补码 // int main() { int a = 20; // //00000000000000000000000000010100 - 原码 //00000000000000000000000000010100 - 反码 //00000000000000000000000000010100 - 补码 //通过监视查看内存大小14000000 int b = -10; // //10000000000000000000000000001010 - -10的原码 //11111111111111111111111111110101 - -10的反码 //11111111111111111111111111110110 - -10的补码 //通过监视查看内存大小F6FFFFFF //内存中存储的都是二进制数据 // return 0; }
对于整形来说：数据存放内存中其实存放的是补码。
为什么呢？
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。
CPU只有加法器
举例：
int main() { 1 - 1; 1 + (-1); //使用原码计算 //00000000000000000000000000000001 1的补码 //10000000000000000000000000000001 -1的原码 //11111111111111111111111111111110 //11111111111111111111111111111111 -1的补码 // //00000000000000000000000000000001 1的补码 //11111111111111111111111111111111 -1的补码 //100000000000000000000000000000000 两个补码相加，一共32位，超出32位把最高位减掉得00000000000000000000000000000000 // return 0; }
我们看看在内存中的存储：
我们可以看到对于a和b分别存储的是补码。但是我们发现顺序有点不对劲。
这是又为什么？
2.2 大小端介绍
什么大端小端：
大端（存储）模式，是指把一个数据的低位字节的数据，存放在高地址处，把高位字节的数据，存放在低地址处；
小端（存储）模式，是指把一个数据的低位字节的数据，存放在低地址处，把高位字节的数据，存放在高地址处。
举例：
为什么有大端和小端：
为什么会有大小端模式之分呢？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8 bit。但是在C语言中除了8 bit的char之外，还有16 bit的short型，32 bit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。
例如：
一个 16bit 的 short 型 x ，在内存中的地址为 0x0010 ， x 的值为 0x1122 ，那么 0x11 为高字节， 0x22 为低字节。对于大端模式，就将 0x11 放在低地址中，即 0x0010 中， 0x22 放在高地址中，即 0x0011 中。小端模式，刚好相反。我们常用的 X86 结构是小端模式，而 KEIL C51 则为大端模式。很多的ARM，DSP都为小端模式。有些ARM处理器还可以由硬件来选择是大端模式还是小端模式。
图片讲解：
百度2015年系统工程师笔试题：
请简述大端字节序和小端字节序的概念，设计一个小程序来判断当前机器的字节序。
图片讲解：
//如果是大端返回0 //如果是小端返回1 int check_sys()//方案1 { int a = 1; char* p = (char*)&a;//int* if (*p == 1) return 1;//小端 else return 0;//大端 } int check_sys()//进一步优化 { int a = 1; if (*(char*)&a == 1) return 1;//小端 else return 0;//大端 } int check_sys()//还可以继续优化 { int a = 1; return *(char*)&a; } int main() { if (check_sys() == 1) printf("小端\n"); else printf("大端\n"); return 0; }
2.3 练习
练习1
1. //输出什么？ #include <stdio.h> 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; }
输出a=-1，b=-1，c=255
为什么输出这些？
//为什么输出这些？ #include <stdio.h> int main() { char a = -1; //10000000000000000000000000000001 //11111111111111111111111111111110 //11111111111111111111111111111111 //11111111 - 截断 //整型提升 //11111111111111111111111111111111 //11111111111111111111111111111110 //10000000000000000000000000000001 -1 signed char b = -1; //-1 unsigned char c = -1; //10000000000000000000000000000001 //11111111111111111111111111111110 //11111111111111111111111111111111 // 01111111-截断 // 无符号整型提升看最高是什么，最高位是0，所以前面补零 //00000000000000000000000011111111 // printf("a=%d,b=%d,c=%d", a, b, c); return 0; }
图片讲解：
有符号char的过程
无符号char的过程
举一个例子：
int main() { unsigned int num = -10; printf("%d\n", num); printf("%u\n", num); return 0; }
原理：
int main() { unsigned int num = -10; //10000000000000000000000000001010原码 //11111111111111111111111111110101反码 //11111111111111111111111111110110补码 // printf("%d\n", num);//结果为：-10 //11111111111111111111111111110110补码 printf("%u\n", num);//结果为：4234967286 //%u是无符号类型，所以%u里面原码补码反码都一样 return 0; }
练习2
2. #include <stdio.h> int main() { char a = -128; printf("%u\n", a); return 0; }
原理：
#include <stdio.h> int main() { char a = -128; //1000000000000000000000010000000原码 //1111111111111111111111101111111反码 //1111111111111111111111110000000补码 //10000000 - a截断 // 整型提升 //1111111111111111111111110000000直接做原码 printf("%u\n", a); //所以结果为：4294967168 return 0; }
练习3
3. #include <stdio.h> int main() { char a = 128; printf("%u\n",a); return 0; }
原理：
#include <stdio.h> int main() { char a = 128; //0000000000000000000000010000000原码 //0111111111111111111111101111111反码 //0111111111111111111111110000000补码 //10000000 - a截断 // 整型提升 //1111111111111111111111110000000直接做原码 printf("%u\n", a); //所以结果为：4294967168 return 0; }
练习4：
4. int i = -20; unsigned int j = 10; printf("%d\n", i + j); //按照补码的形式进行运算，最后格式化成为有符号整数
原理：
#include <stdio.h> int main() { int i = -20; unsigned int j = 10; //10000000 00000000 00000000 00010100 //11111111 11111111 11111111 11101011 //11111111 11111111 11111111 11101100 - 补码 //00000000 00000000 00000000 00001010 - 原码 //11111111 11111111 11111111 11110110 - 计算机的结果，是存在内存中，是补码 //11111111 11111111 11111111 11110101 //10000000 00000000 00000000 00001010 //-10 printf("%d\n", i + j); return 0; }
练习5
5. unsigned int i; for(i = 9; i >= 0; i--) { printf("%u\n",i); }
图解原理：
练习6
6. int main() { char a[1000]; int i; for(i=0; i<1000; i++) { a[i] = -1-i; } printf("%d",strlen(a)); return 0; }
原理：
//char 类型的取值范围是 -128~127 int main() { char a[1000]; int i; for (i = 0; i < 1000; i++) { a[i] = -1 - i; } //-1 -2 -3 -4 -5 -6 ...-127 -128 -129 ... -998 -999 -1000 //char -1 -2 -3 -128 127 126 .... 3 2 1 0 -1 -2 -3 ... -128 127 ... //1000个值 printf("%d", strlen(a));//255 //strlen 求字符串长度，找到是\0，\0的ASCII码值是0. return 0; }
图片讲解：
练习7
7. #include <stdio.h> unsigned char i = 0; int main() { for(i = 0;i<=255;i++) { printf("hello world\n"); } return 0; }
原理：
unsigned char的范围为0到255，256的二进制为0001 0000 0000，在char内看到的是0，所以结果一直死循环打印。
