数据的存储

简介: 数据的存储

1.数据类型介绍


char
short
int 
long
long long
float
double


类型的意义


  1. 使用该类型所需要开辟内存空间的大小
  2. 看待内存空间的视角


1.1类型的基本归类:

整形家族


char
     unsigned char
     signed char
short
     unsigned short
     signed short
int 
     unsigned int
     signed int
long
     unsigned long
     signd long


浮点型家族


float
double


指针类型


int*a
char*b
float*c
void*d


空类型


void表示空类型
通常用于函数的返回类型,函数的参数和指针类型


2.整形在内存中的存储


2.1原码,反码,补码

计算机中整数的三种二进制表示方法: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”0“表示正,”1“表示负


正数的原码,反码和补码都相同


负数的表示方法需要通过计算


原码
直接将整数按照正负数翻译成二进制即可得到原码
反码
原码符号位不变,其余位依次按位取反即可得到反码
补码
反码+1即可得到补码


内存在计算机中的存储


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数据是以补码的形式存放在内存中,数据以二进制存储,以十六进制展示

整形a的补码顺序不太对,为什么是反着的


2.2 大小端介绍


大端字节序存储:数据的低位保存在内存的高地址中,高位保存在内存的低地址中。
小端字节序存储:数据的低位保存在内存的低地址中,高位保存在内存的高地址中。


3.浮点型在内存中的存储


3.1浮点数存储规则

根据国际标准,任意一个二进制浮点数 F 都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,F为正数:当S=0,F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


例如

十进制5.5,二进制形式是101.1 相当于1.011*2^2

按照上面的格式,可以得出 S=0, M=1.011, E=2


标准规定:

对于32位的浮点数,最高的1位是符号位s,接着的8位是指数E,剩下的23位是有效数字M。


a10d237b48f56688de7301794ccfa09c_f9e92b942d5342bb972dca64df11a555.png


对于64位的浮点数,最高的1位是符号位s,接着的11位是指数E,剩下的52位是有效数字M。


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特别规定:

对于M :

由于1<=M<2,M可以表示成 1.xxxxxxx,

在计算机中存储M时,默认第一位总是1,只保存后面小数部分

等读取时,再把第一位的1加上去。此操作的目的是提高精度


对于E(无符号整数 unsigned int)


存储在内存中

如果E为8位,取值范围为0~255,由科学计数法可知E是可以出现负数的,所以标准规定,再存入内存时E的真实值必须加上中间数,对于8位的E来说,中间值就是127


从内存中取出,可分三种情况


E不全为0或不全为1
指数E的值减去127,即得到真实值,再将有效数字M的第一位前加上1
E全为0
此时指数E等于1-127,有效数字M不再加上第一位的1,即为真实值
趋近于0
E全为1
如果有效数字M全为0,则表示无穷大


3.2一个例子


#include<stdio.h>
int main()
{
  int a = 9;
  float* p = (float*)&a;
  //以整形的形式存储,以整形的形式取出
  printf("a的值:%d\n", a);//9
  //以整形的形式存储,以浮点型取出
  //00000000000000000000000000001001
  //s=0
  //E=1-127
  //M=0.00000000000000000001001
  //*p=0.00000000000000000001001*2^(-126)
  printf("*p的值:%f\n", *p);//0.000000
  *p = 9.0;
    //以浮点型存储,以整形取出
    //1001.0
    //1.001*2^3
    //s=0 E=3 M=1.001
    //0 10000010 00100000000000000000000
    //符号位是零,原码,反码和补码相同
  printf("a的值:%d\n", a);
    //以浮点型存储,以整形取出
  printf("*p的值:%f\n", *p);//9.000000
  return 0;
}


代码输出结果如下

f9e979ecedd358974381b62fdc84c7b2_c14c1aadec31412eb89ee91eb468d3a3.png


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