C语言进阶⑩(数据的存储)数据类型_介绍+存储_大小端(知识点+笔试题)(上)

简介: C语言进阶⑩(数据的存储)数据类型_介绍+存储_大小端(知识点+笔试题)

本章重点

1. 数据类型详细介绍

2. 整形在内存中的存储:原码、反码、补码

3. 大小端字节序介绍及判断

4. 浮点型在内存中的存储解析


前面我们已经学习了基本的内置类型:

以及他们所占存储空间的大小。

1. 数据类型介绍

前面我们已经学习了基本的内置类型:

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

类型的意义:

1. 使用这个类型开辟内存空间的大小(大小决定了使用范围)。

2. 如何看待内存空间的视角。

1.1 类型的基本归类:

整形家族:


为什么 char 算整型:因为字符类型底层存储的是 ASCII 码值,而ASCII码值也是整数,所以在归类的时候会把 char 类型归结到整型家族里去。( ASCII码: 美国信息交换标准代码

浮点数家族:


构造类型:(自定义类型)

注意事项:如下面数组都是整型数组,但是它们的类型完全不一样

 
int arr1[10]; // 类型为:int[10]
int arr2[5]; // 类型为:int[5] 

指针类型

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

看看内存:

2.1原码、反码、补码

数据在内存中以2进制的形式存储:

① 对于整数来说,内存中存储的二进制有3种表示形式:原码、反码、补码。

② 正整数:原码、反码、补码相同。

③ 负整数:原码、反码、补码不同,要进行计算。

负整数原码:按照数据的数值直接写出的二进制序列就是原码

符号位:最高位1表示负数,最高位0表示正数


负整数反码:原码的符号位不变,其他位按位取反,即为反码

负整数补码:反码 +1,得到的就是补码

2.1.1 内存中为何存放补码

虽然整数的二进制表示形式有三种,但是内存中存储的是补码

为什么在内存中存的是补码呢:

在计算机系统中,整数数值一律用补码来表示和存储。原因在于,使用补码,可以将符号位和数字域统一处理;同时,加法和减法也可以统一处理( CPU只有加法器 )。此外,补码与补码相互转换,其运算过程是相同的,不需要额外的硬件电路


2.2大小端介绍

再仔细观察下刚才内存中的存储,这次再添加一个 b = 10:

可以看到对于 a 和 b 分别存储的是补码,

但是发现顺序好像是倒过来的,为什么会这样呢?

大端小端存储问题,当一个数据的大小存储到内存空间大于1个字节时,会存在一个存储顺序的问题,这个存储顺序的问题就有两种,一个为大端,一个为小端。

2.2.1大端模式

作用:把数据的低位保存在内存的高地址处,高位字节序的内容存放在低地址中(正着存)

总结:大端模式,低位放在高地址,高位放在低地址

2..2.2小端模式

作用:把数据的低位保存在内存的低地址处,高位字节序的内容存放在高地址中(倒着存)

总结:小端模式,低位放在低地址,高位放在高地址

2.2.3产生的原因

为什么会有大小端模式之分呢?这是因为在 计算机系统中,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 必然存在着一个如何将多个字节安排的问题。正是因为 不同的安排顺序导致了 大端存储模式和 小端存储模式的存在。


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。

2.2.4代码判断大小端

百度_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。

直接放代码:

 
#include<stdio.h>
int check_sys()
{
    int i = 1;
    char* p = (char*)&i; // 取第一个字节
    return *p; // 返回1表示小端(01 00 00 00),返回0表示大端(00 00 00 01)
}
int main()
{
    if (check_sys)
    {
        printf("小端\n");
    }
    else
    {
        printf("大端\n");
    }
    return 0;
}

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