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1.数据类型的详细介绍
前面我们已经学习过C语言基本内置类型:
这里从两方面说明类型的意义:
1.1 类型的基本归类
整形家族
注:
注:如何理解有符号,无符号?
浮点型家族
构造类型
指针类型
空类型
2.整型在内存中的存储:原反补
对于计算机中整数原反补的表示方法,小边在上篇文章对二进制位操作的一系列操作符中已经详细聊过了,模糊的小伙伴点这哦:
本文重点补充: 为什么整形数据 以补码形式存储在内存中?
1.可以将符号位和数值域统一处理;
2.加法和减法也可以统一处理(CPU只有加法器);
3.此外,补码与原码之间相互转换,其运算过程是相同的,不需要额外的硬件电路。
3.大小端字节序介绍及判断
引:首先看看整型数据在内存中的存储
F10调试起来,打开内存窗口
这里就要介绍大小端字节序存储模式:
可见,vs2013采用的是小端(存储)模式。
为什么有大端小端之分?
概括来讲,就是==一个数据大小超过1个字节,往内存中放,牵扯字节顺序问题==。
不过边边还是贴上这一大段文字,有助加深理解:
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位。
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)。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。
因此就有了大端存储模式和小端存储模式。
百度系统工程师笔试题:(2015)
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。(10分)
写代码:
#include<stdio.h>
int check_sys()
{
int a = 1;
char* pa = (char*)&a;//强制类型转换
return *pa;
//我也可以不创建变量咯,干脆就写成
//return (*(char*)&a);
}
int main()
{
//若为小端存储,返回1
//若为大端存储,返回0
int ret = check_sys();
if (1 == ret)
{
printf("小端\n");
}
else
{
printf("大端\n");
}
return 0;
}
下面有几道练习题巩固加深理解至此本文聊过的内容:
(每道题都附上了边边的详细解析,小伙伴们先做做看哦)
下面程序输出什么?
1.
#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;
}
剖析:
2.
#include <stdio.h>
int main()
{
char a = -128;
printf("%u\n",a);
return 0;
}
剖析:
3.
#include <stdio.h>
int main()
{
char a = 128;
printf("%u\n",a);
return 0;
}
剖析:
4.
#include <stdio.h>
int main()
{
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
return 0;
}
剖析:
5.
#include <stdio.h>
#include<Windows.h>
int main()
{
unsigned int i;
for (i = 9; i >= 0; i--) {
printf("%u\n", i);
Sleep(1000);
}
return 0;
}
6.
#include<stdio.h>
int main()
{
char a[1000];
int i;
for(i=0; i<1000; i++)
{
a[i] = -1-i;
}
printf("%d",strlen(a));
return 0;
}
剖析:
7.
#include <stdio.h>
unsigned char i = 0;
int main()
{
for(i = 0;i<=255;i++)
{
printf("hello world\n");
}
return 0;
}
剖析:
习题到此结束。
4.浮点数在内存中的存储解析
举例引入——>浮点数存储的方式
问输出结果?
#include<stdio.h>
int main()
{
int n = 9;
float *pFloat = (float *)&n;
printf("n的值为:%d\n",n);
printf("*pFloat的值为:%f\n",*pFloat);
*pFloat = 9.0;
printf("num的值为:%d\n",n);
printf("*pFloat的值为:%f\n",*pFloat);
return 0;
}
作为初学者的小边一上来就给出这样的答案:
然而:
这说明整形与浮点型,在内存中的存取方式不同。
不过没关系啦,读完本文你就豁然开朗咯!
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: 1<=M<2。2^E
表示指数位。
举几个例子你就知道是咋回事咯:
IEEE 754规定:
1.==float==
对于32位浮点数,最高1位是符号位S,接着8位是指数E,剩下的23位为有效数字M。
2.==double==
对于64位浮点数,最高1位是符号位S,接着是11位指数E,剩下的是52位有效数字M。
细心的小朋友会发现,边边特意E和M的后面加上了修正值几个字:
这是因为,IEEE对有效数字M和指数E,还有一些特别的规定。(分为==存==和==取==来讨论)
1.
M
的修正值
前面聊过, 1≤M<2 ,也就是说,M要写成 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,从而提高精度。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。
2.
E
的修正值(稍稍复杂些)
(1) E为一个无符号整数(unsigned int)
这意味着,如果E为8位,它的取值范围为0-255;如果E为11位,它的取值范围为0-2047。但是,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。
(2) 指数E从内存中==取==出 还要再分三种情况:
① E不全为0或不全为1
这时,浮点数就采用下面的规则表示:
- ①指数E的修正值,减去127/1023,得到真实值
E
;- ②再将有效数字M前加上第一位的1,得到真实值
M
。
② e全为0
③ e全为1
此时,我们再把引入题目拿出来就可以轻松的解释了: