Hello,时间过的好快,从我一开始在csdn写的第一篇文章,距离现在已经过去一个多月了,我也在csdn收获了一些粉丝,你们的点赞就是我的动力,希望大家也越来越强,好了,进入我们的正题 ,初阶C语言也更完了,现在我们要开始我们的进阶C语言,在这里,小编带大家一起沉浸在C语言当中吧,让我们开始学习吧
本章重点
- 数据类型详细介绍
- 整形在内存中的存储:原码、反码、补码
- 大小端字节序介绍及判断
- 浮点型在内存中的存储解析
1. 数据类型介绍
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
前面我们已经学习上面的这些内置类型,也知道他们占了多少字节大小,我们可以用sizeof来计算它们的大小
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
不同的类型在我们存储的时候占的字节也不同,这样就决定我们改什么时候来使用他们
1.1 类型的基本归类
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]
大家可能会对char这个类型有疑问,但是我们要知道其实字符的ASCii码都是我们的整数,所以给它规划到我们的整型家族中
unsigned是代表无符号,大家可以认为它就是正数
浮点型家族
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。接下来我们谈谈数据在所开辟内存中到底是如何存储的?
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?
知道他们我们就要先知道三个东西,那就是我们的原码 反码 补码,这些虽然之前讲过,今天在这里就简单的叙述一下了
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。
补充
补码变成原码可以先按位取反,然后再加一,当然也可以先减一,然后再按位取反,我们这些都是针对有符号位数的整型,其中这些操作都是符号位不变,而且操作的是二进制,我们计算机中存储的是他们的补码
大家可能对为什么我们存的是补码可能有疑问,下面这个解释大家可能听的明白一点
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。
可以看到我们的CPU只有加法,另外的都是模拟实现
我们可以调试来观察一下
#include<stdio.h> int main() { int a = 10; int b = -20; return 0; }
第一张图是我们变量a的地址,第二个是我们变量b的地址
我们可以看到的是它的16进制存储,0x表示16进制
看到这里大家有没有一个疑问,那这些16进制在我们存储的时候顺序是怎样的,大家是不是有疑问呢,虽然我们可以看到那些????就是我们的顺序,我没有把他显示出来,这里我就要引出一个新知识点,那就是我们的大小端
2.2 大小端介绍
什么大端小端:
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。
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。
那我们的编译器其实是小端字节序存储,我画张图让大家更好的理解吧
简单来说就是数据的低位放在低地址出就是小端,数据的高位放在高地址出就是大端
那竟然大家已经知道大小端,我们是否能用一个代码来证明我们的机器是大端还是小端呢
这里我给大家来提示一下,我们在我们进行存储的时候,存储的是它的补码,因此我们可以取出他们的地址,并且取出他们的低地址或者是高地址,这样我们只取出一个字节就要进行强转,取出的地址如果是1,那么就是小端,如果是0,就是大端
#include<stdio.h> int check_sys() { int i = 1; return *((char*)&i); } int main() { int ret = check_sys(); if (1 == ret) { printf("小端\n"); } else { printf("大端\n"); } return 0; }
上面的代码就可以说明我们的vs机器存储方式是小端字节序存储