深度剖析数据在内存中的存储(超详细版){上}

简介: 深度剖析数据在内存中的存储(超详细版)

💕"痛苦难以避免,而磨难可以选择。"-->村上春树💕

作者:Mylvzi

文章主要内容:数据在内存中的存储

前言:数据在计算机中的存储

       数据在计算机中的存储位置不同,但大致可以分为以下几个空间

读者只需了解数据在计算机中的存储有这五种位置即可,我们今天详细讲解的是数据在内存中的存储,而数据在内存中的存储又大致可以分为三个部分,请看图:

正文:

1.详解数据类型

       我们已经学过C语言中基本的内置数据类型,这些数据类型都是C语言规定好的,具有不可改动性。如:

注意:C语言规定sizeof(long)>=sizeof(int)

     

       除了C语言规定的基本内置数据类型外,还有其他许多数据类型,下面对这些数据类型进行归类:

浅浅解释一下void*数据类型:

int main()
{
/*  void*叫做通用指针类型,可以存储任意数据类型的地址,无需进行强制类型转换*/
  int a = 10;
  void* vp = &a;//void*可以存储任意数据类型的地址
  int* ip = (int*)vp;//使用int*类型的指针变量来获取void*指针所指向数据的内存空间
  printf("%d\n", *ip);//打印10
  return 0;
}

补充:在整型数据中我们不仅要了解其分类,还要了解每个数据类型对应的数据范围(可在头文件中查看),下面以char类型数据来详细讲解下如何求得相应的数据范围

2.整型数据在内存中的存储:原码,反码,补码

       我们知道变量的存储是要在内存中开辟空间的,开辟空间的大小取决于相应的数据类型,例如:

char b =a;  创建变量b,数据类型是char,所以向内存申请1个字节的空间  

int a =-20;  创建变量a,数据类型是int,所以向内存申请4个字节的空间

double c =3.14;  创建变量c,数据类型是double,所以向内存申请8个字节的空间

       我们还知道,数据在内存中的存储是以二进制的形式进行存储,那么对于我们最熟悉的整形数据来说,他在内存中是如何存储的呢?要了解整形数据的存储,需要知道整型数据的三个二进制形式:原码,反码,补码;(以下内容均是在32位机器下)

基本概念

       三种表示方法都有符号位(二进制序列首元素)和数值位,规定0为正,1为负,对于正数来说其原码,反码,补码均相同,而负数的原码,反码,补码需要通过一定变形获得

原码:一个数对应的二进制序列   如:-15->10000000000000000000000000001111

反码:原码除符号位外其他位按位取反 如:-15的反码:11111111111111111111111111110000

补码:反码+1=补码  如:-15的补码:11111111111111111111111111110001

通过代码验证-15的补码:关于更多有关二进制序列的代码请看:https://mp.csdn.net/mp_blog/creation/editor/130634692

      通过上述代码我们可以发现,-15在内存中的存储是通过其补码存储的,整型数据的二进制形式有三种,为什么要使用补码呢,为什么不能直接使用原码?原因在于原码在计算过程中存在缺陷:

        现在我们知道,整型数据是以补码的形式来存储和表示的,使用补码可以将符号位和数值域统一处理;同时,又因为cpu只能处理加法,补码和原码互相转换,使的计算机不需要额外的硬件电路。(不得不感概科学家的智慧,能想出补码这种形式来解决问题,respect!)

补码与反码的转换:(补码到原码有两种方式见图)

3.大端,小端的介绍以及字节序

      一个奇怪的现象:

int main()
{
  int a = 0x11223344;//创建一个整型变量a
  printf("%d", a);
  return 0;
}

       观察a的内存:(补充一下:将a设置为16进制数是因为数据在内存中存储是二进制,但是是以16进制表示的,将a设置为16进制数便于我们观察他在内存中存储的情况)

        我们发现,a在内存中存储的时候好像是“倒过来”存储的,那为什么会这样呢?其实这是一种小端的字节序存储,是数据存储方式的一种,下面详细介绍大端字节序存储和小端字节序存储:

实际上,之所以有大小端之分就是因为在数据存储时我们要考虑多字节数据存储的一个顺序(所以,对于只有一个字节的char型变量来说,不存在存储顺序的问题)

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。

深度剖析数据在内存中的存储(超详细版){下}+https://developer.aliyun.com/article/1413427

目录
相关文章
|
2月前
|
存储 编译器 数据处理
C 语言结构体与位域:高效数据组织与内存优化
C语言中的结构体与位域是实现高效数据组织和内存优化的重要工具。结构体允许将不同类型的数据组合成一个整体,而位域则进一步允许对结构体成员的位进行精细控制,以节省内存空间。两者结合使用,可在嵌入式系统等资源受限环境中发挥巨大作用。
84 11
|
3月前
|
监控 算法 应用服务中间件
“四两拨千斤” —— 1.2MB 数据如何吃掉 10GB 内存
一个特殊请求引发服务器内存用量暴涨进而导致进程 OOM 的惨案。
105 14
|
3月前
|
存储 C语言
数据在内存中的存储方式
本文介绍了计算机中整数和浮点数的存储方式,包括整数的原码、反码、补码,以及浮点数的IEEE754标准存储格式。同时,探讨了大小端字节序的概念及其判断方法,通过实例代码展示了这些概念的实际应用。
179 1
|
3月前
|
存储
共用体在内存中如何存储数据
共用体(Union)在内存中为所有成员分配同一段内存空间,大小等于最大成员所需的空间。这意味着所有成员共享同一块内存,但同一时间只能存储其中一个成员的数据,无法同时保存多个成员的值。
|
3月前
|
监控 Java easyexcel
面试官:POI大量数据读取内存溢出?如何解决?
【10月更文挑战第14天】 在处理大量数据时,使用Apache POI库读取Excel文件可能会导致内存溢出的问题。这是因为POI在读取Excel文件时,会将整个文档加载到内存中,如果文件过大,就会消耗大量内存。以下是一些解决这一问题的策略:
483 1
|
2月前
|
缓存 Prometheus 监控
Elasticsearch集群JVM调优设置合适的堆内存大小
Elasticsearch集群JVM调优设置合适的堆内存大小
489 1
|
1月前
|
存储 监控 算法
深入探索Java虚拟机(JVM)的内存管理机制
本文旨在为读者提供对Java虚拟机(JVM)内存管理机制的深入理解。通过详细解析JVM的内存结构、垃圾回收算法以及性能优化策略,本文不仅揭示了Java程序高效运行背后的原理,还为开发者提供了优化应用程序性能的实用技巧。不同于常规摘要仅概述文章大意,本文摘要将简要介绍JVM内存管理的关键点,为读者提供一个清晰的学习路线图。
|
2月前
|
Java
JVM内存参数
-Xmx[]:堆空间最大内存 -Xms[]:堆空间最小内存,一般设置成跟堆空间最大内存一样的 -Xmn[]:新生代的最大内存 -xx[use 垃圾回收器名称]:指定垃圾回收器 -xss:设置单个线程栈大小 一般设堆空间为最大可用物理地址的百分之80
|
2月前
|
Java
JVM运行时数据区(内存结构)
1)虚拟机栈:每次调用方法都会在虚拟机栈中产生一个栈帧,每个栈帧中都有方法的参数、局部变量、方法出口等信息,方法执行完毕后释放栈帧 (2)本地方法栈:为native修饰的本地方法提供的空间,在HotSpot中与虚拟机合二为一 (3)程序计数器:保存指令执行的地址,方便线程切回后能继续执行代码
29 3
|
2月前
|
存储 缓存 监控
Elasticsearch集群JVM调优堆外内存
Elasticsearch集群JVM调优堆外内存
61 1