C语言-进阶 数据的存储

简介: C语言-进阶 数据的存储

一、数据类型的介绍



      基本数据类型

char        //字符数据类型                        1字节

short       //短整型                                    2字节

int         //整形                                          4字节

long        //长整型                                     4字节

long long   //更长的整形                           8字节

float       //单精度浮点数                            4字节

double      //双精度浮点数                         8字节


类型的意义:

                           1、使用这个类型开辟空间的大小

                            2、如何看待在内存空间的视角

       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.构造类型

           数组类型

           结构体类型 struct

          枚举类型 enum

           联合类型 union


  4.指针类型


         int *pi;

         char *pc;

         float* pf;

         void* pv;


5.空类型


         void 空类型(无类型)

         应用于函数的返回类型、函数的参数、指针类型


 计算机中最小的单位是bit——比特位,计算机中为二进制位,0和1。那么,一个比特位就用来存放一个二进制位。上面数据类型所计算出来的大小,他们的单位是byte——字节,1byte=8bit。

               bit——比特位                byte——字节 ——8bit               kb——1024byte

               mb——1024kb              gb——1024mb                          tb——1024gb

               pb——1024tb


二、整形在内存中的存储



       一个变量在创建时要在内存开辟空间,而空间的大小则是由变量的类型决定。

      数据在开辟的空间中是如何存储的?

     例如:int a=1;     a分配有四个字节的空间,那其是如何存储呢?


 2.1原码、反码和补码


      计算机中整数有三种二进制表示方法,即原码、反码和补码


               三种方法都有符号位和数值位,符号位都相同用0表示“正”,用1表示“负”,而数值位正             数的原码、反码和补码都相同,负整数的三种表示方法各不相同:


         1.原码:直接将数值按照正负数的形式翻译成二进制


          2.反码:将原码的符号位不变,其他位依次按位取反


          3.补码:反码+1


        对于整型来说,数据存放在内存中的是补码。


               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。


  2.2大小端的介绍


         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。


三、浮点数在内存中的存储



       常见浮点数:3.1415926

        浮点数家族:float、double、long double类型。

        浮点数表示范围在float.h中定义


 3.1 浮点数例子


  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 ;
    }

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       3.2 浮点数存储规则


num 和 *pFloat 在内存中明明是同一个数,为什么浮点数和整数的解读结果会差别这 这么 大? 要理解这个结果,一定要搞懂浮点数在计算机内部的表示方法根据国际标准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=0V为正数;当S=1V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

 举例来说:

              十进制的5.0,写成二进制是 101.0 ,相当于 1.01×2^2 。 那么,按照上面V的格式,可以得出S=0,M=1.01,E=2。 十进制的-5.0,写成二进制是 -101.0 ,相当于 -1.01×2^2 。那么,S=1,M=1.01,E=2。


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