前言
C语言的基础语法以及使用基本已经介绍完毕，接下来我们就对C语言进行更深层次的介绍，让大家对于编程有更加深入的了解，我俗称它为“修炼内功”，本期内容我将会向大家介绍，数据在内存中是如何进行存储的。
常见的数据类型
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
不同的数据类型它们所开辟的空间不同，所存储的数据大小、方式也会不同。那么它们在计算机中是如何存储的呢？今天我将会给大家一一介绍。
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
signed long
浮点数家族
float
double
整形在内存中的存储
一个变量的创建是要在内存中开辟空间的。类型不同所开辟的空间大小也不同。例如：
1. int a=10; 2. int b=-20;
我们知道整形占4个字节的空间，那么a可以被分配到4个字节的空间来存储数据，那它们又是如何存储的呢？
接下来就要引入：
原码、反码、补码的概念：
原码、反码、补码
计算机中的有符号数有三种表示方法，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
三种表示方法各不相同。
原码
直接将二进制按照正负数的形式翻译成二进制就可以。
反码
将原码的符号位不变，其他位按位取反。
补码
反码+1就得到补码。
正数的原、反、补码都相同
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
例如上述的a=10；b=-20；
10转化为2进制是1010；一个字节是8个比特位（32位操作系统下）a有32个字节，且a为正数（符号位为0），那么a的完整二进制为：0 0000000000000000000000000001010
b的完整二进制为：1 0000000000000000000000000010100（原码）
反码：1 1111111111111111111111111101011
补码：1 1111111111111111111111111101100
将a和b的二进制补码转为16进制就变成了以下结果。
我们再来看以下它们在内存中的存储。
我们会发下，它们存储时的顺序有点奇怪。这就要引入大端小端的概念。
什么是大端小端
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。
以a=10；为例：
为什么会有大端小端？
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8bit。但是在C语言中除了8bit的char之外，还有16bit的short型，32bit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果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。
笔试题实例：
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。
大家可以看一看，答案我会放在文章最后。
有符号与无符号类型
有符号和无符号只针对于整形，浮点数没有什么所谓的符号之说。
在存储数据时，计算机会将数据转化为相应的二进制，而二进制中有符号与无符号的区别在于，最高位是否为符号位。有符号，最高位就为符号位。
在C语言中int 、short、long、都默认为有符号类型。而char类型无法判断是否有符号，在用时建议根据需求加上unsigned或signed，以确定是否有符号。
我们以char类型为例：
signed char：有符号类型，char类型占1个字节对于8位比特位。最高位是符号位。取值范围：-128~127
unsigned char：无符号类型，取值范围是0~255
它们更像是一个轮盘的转换：
这个逻辑在其余整形数据类型中也是如此，数据的类型会对运行结果造成巨大的影响，本期不再一一列举。
浮点型在内存中的存储
浮点型顾名思义，小数点可以来回浮动。
浮点型存储示例：
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; }
大家可以先观察程序，预测一下输出结果是什么？
那么为什么会造成这样的运行结果呢？
这里就要提及浮点数在内存中的存储。
官方规定，浮点数的存储可以写成以下形式：
(-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，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。
那么对于高精度的浮点数呢？
例如3.14，二进制表示为11.001……，11为3，0.001是2的-3次方也就是0.125，对于0.14还偏差0.015，计算机会一直继续向后延续凑0，1这样的数字，一直达到近似等于3.14，所以在一些较为精确的浮点数在运算时一般都会存在误差，在计算一些不好计算的浮点数时，一般也只是到一定位数的近似值。
IEEE 754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位为有效数字M。
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位为有效数字M
有效数字M：
IEEE 754对有效数字M和指数E，还有一些特别规定。 前面说过， 1≤M<2 ，也就是说，M可以写成 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。
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。
指数E：
存储E：
指数E，情况就比较复杂。
首先，E为一个无符号整数，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，我们知道，科学计数法中的E是可能出现负数，
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。
从内存中取出E：
分为3种情况：
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，即指数E的计算值减去127（或1023），得到真实值，再将有效数字M前
加上第一位的1。 比如： 0.5（1/2）的二进制形式为0.1，由于规定正数部分必须为1，即将小数点右移1位，
则为1.0*2^(-1)，其阶码为-1+127=126，表示为01111110，而尾数1.0去掉整数部分为0，补齐0到23位
00000000000000000000000，则其二进制表示形式为:0 01111110 00000000000000000000000
E全为0
这时，浮点数的指数E等于1-127（或者1-1023）即为真实值， 有效数字M不再加上第一位的1，而是还原为
0.xxxxxx的小数。这样做是为了表示±0，以及接近于0的很小的数字。
E全为1
这时，如果有效数字M全为0，表示±无穷大（正负取决于符号位s）；
大多数情况下都是第一种情况，后两者较为特殊一般不会遇到，不再详细讲解。
这里就可以解释的通开始时的结果：
下面，让我们回到一开始的问题：为什么 0x00000009 还原成浮点数，就成了 0.000000 ？ 首先，将 0x00000009 拆分，0 00000000 00000000000000000001001
得到第一位符号位s=0，后面8位的指数 E=00000000 ，最后23位的有效数字M=000 0000 00000 0000 00001001
由于指数E全为0，符合上述的第二种情况。因此，浮点数V就写成： V=(-1)^0 ×
0.00000000000000000001001×2^(-126)=1.001×2^(-146) 显然，V是一个很小的接近于0的正数，所以用十进制小
数表示就是0.000000
再看例题的第二部分。 请问浮点数9.0，如何用二进制表示？还原成十进制又是多少？ 首先，浮点数9.0等于二进制的1001.0，
即1.001×2^3。
那么，第一位的符号位s=0，有效数字M等于001后面再加20个0，凑满23位，指数E等于3+127=130，即10000010。 所以，写成二进制形式，应该是s+E+M，即
0 10000010 001 0000 0000 0000 0000 0000
这个32位的二进制数，还原成十进制，正是 1091567616 。
例题解答
设计代码：
int main() { int a = 1; if (*(char*)&a == 1) printf("小端\n"); else printf("大端\n"); return 0; }
数据原本为int类型， 强制类型转换为char*类型，会对数据进行截取（从低位截取），所以从低位截取的数据就可以判断电脑是大端还是小端。
总结
好的，本期内容介绍了数据在内存中如何存储，可以帮助大家更深入的了解代码内层的原理（俗称修炼内功），本期的内容到此就结束啦，感谢阅读！！！
