1. 数据类型介绍
前面我们已经学习了基本的内置类型以及它们所占存储空间的大小（单位：字节）：
char — 字符数据类型 — 1
short — 短整型 — 2
int — 整形 — 4
long — 长整型 — 4/8
long long — 更长的整形 — 8
float — 单精度浮点数 — 4
double — 双精度浮点数 — 8
long double
类型的意义：
- 使用这个类型开辟内存空间的大小（大小决定了使用范围）。
- 如何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 [int]
signed short [int]
int
unsigned int
signed int
long
unsigned long [int]
signed long [int]
long long
unsigned long long [int]
signed long long [int]
注：
字符存储的时候，存储的是ASCII码值，是整型，所以归类的时候放在整型家族。
浮点数家族：
float
double
long double
构造类型：
数组类型
int arr1[10]; — int [10]
int arr2[5]; — int [5]
char arr3[5]; — char[5]
结构体类型 struct
枚举类型 enum
联合类型 union
指针类型:
int *pi;
char *pc;
float *pf;
void *pv;
结构体的指针
…
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
我们之前讲过一个变量的创建是要在内存中开辟空间的，空间的大小是根据不同的类型而决定的。
#include <limits.h> int main() { INT_MAX; return 0; }
那接下来我们谈谈数据在所开辟内存中到底是如何存储的？
比如：
int a = 20; int b = -10;
我们知道为a分配四个字节的空间，那如何存储？
2.1 原码、反码、补码
计算机中的整数有三种2进制表示方法，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”。
正数的原、反、补码都相同。
负整数的三种表示方法各不相同。
原码
直接将数值按照正负数的形式翻译成二进制就可以得到原码。
反码
将原码的符号位不变，其他位依次按位取反就可以得到反码。
补码
反码+1就得到补码
int main() { int num = 10;//创建一个整型变量，叫num，这时num向内存申请4个字节来存放数据 //4个字节 - 32比特位 //00000000000000000000000000001010 - 原码 //00000000000000000000000000001010 - 反码 //00000000000000000000000000001010 - 补码 int num2 = -10; //10000000000000000000000000001010 - 原码 //11111111111111111111111111110101 - 反码 //11111111111111111111111111110110 - 补码 return 0; }
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。
//计算1-1 //1+(-1) // 00000000000000000000000000000001 --> 1的补码 // 11111111111111111111111111111111 --> -1的补码 // 00000000000000000000000000000000 // //原码计算是错误的 //00000000000000000000000000000001 //10000000000000000000000000000001 //10000000000000000000000000000010 --> -2
我们看看在内存中的存储：
int main() { int num = 10;//创建一个整型变量，叫num，这时num向内存申请4个字节来存放数据 //4个字节 - 32比特位 //00000000000000000000000000001010 - 原码 //00000000000000000000000000001010 - 反码 //00000000000000000000000000001010 - 补码 int num2 = -10; //10000000000000000000000000001010 - 原码 //11111111111111111111111111110101 - 反码 //11111111111111111111111111110110 - 补码 return 0; }
数据在内存中存储的是补码（本质上内存中存放的是二进制，在VS上为了方便展示，显示的是16进制），但是我们发现顺序有点不对劲，这又是为什么呢？
2.2 大小端介绍
int main() { int a = 0x11223344; return 0; }
- 字节序是以字节为单位，讨论存储顺序的
- 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
为什么有大端和小端：
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。
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。
设计一个小程序来判断当前机器的字节序
#include <stdio.h> int main() { int a = 1; char* p = (char*)&a; if (1 == *p) { printf("小端\n"); } else { printf("大端\n"); } return 0; }
#include <stdio.h> int main() { int a = 1; if (1 == *(char*)&a) { printf("小端\n"); } else { printf("大端\n"); } return 0; }
#include <stdio.h> int check_sys() { int a = 1; if (1 == *(char*)&a) { return 1; } else { return 0; } } int main() { int ret = check_sys(); if (1 == ret) { printf("小端\n"); } else { printf("大端\n"); } return 0; }
#include <stdio.h> //小端返回1 //大端返回0 int check_sys() { int a = 1; return *(char*)&a; } int main() { int ret = check_sys(); if (1 == ret) { printf("小端\n"); } else { printf("大端\n"); } return 0; }
2.3 练习
#include <stdio.h> int main() { char a = -1; //100000000000000000000001 //111111111111111111111110 //111111111111111111111111 - 截断 //11111111 - a //111111111111111111111111 //111111111111111111111110 //100000000000000000000001 --> -1 signed char b = -1; //111111111111111111111111 //11111111 - b unsigned char c = -1; //11111111 - c //000000000000000011111111 - 补码 //000000000000000011111111 //000000000000000011111111 - 原码 printf("a=%d,b=%d,c=%d", a, b, c);//a=-1,b=-1,c=255 //%d - 十进制的形式打印有符号整型整数 //整型提升 return 0; }
#include <stdio.h> int main() { char a = -128; //-128 //10000000000000000000000010000000 //11111111111111111111111101111111 //11111111111111111111111110000000 - -128的补码 //10000000 - a中存的 //11111111111111111111111110000000 - 整型提升后的补码 //11111111111111111111111110000000 //11111111111111111111111110000000 - 原码 printf("%u\n", a);//4294967168 return 0; }
#include <stdio.h> int main() { char a = 128; //00000000000000000000000010000000 //00000000000000000000000010000000 //00000000000000000000000010000000 //10000000 - a中存的 //11111111111111111111111110000000 - 整型提升后的补码 //11111111111111111111111110000000 //11111111111111111111111110000000 - 原码 printf("%u\n", a);//4294967168 return 0; }
#include <stdio.h> int main() { int i = -20; //10000000000000000000000000010100 //11111111111111111111111111101011 //11111111111111111111111111101100 unsigned int j = 10; //00000000000000000000000000001010 printf("%d\n", i + j);//-10 //按照补码的形式进行运算，最后格式化成为有符号整数 //11111111111111111111111111110110 //11111111111111111111111111110101 //10000000000000000000000000001010 //11111111111111111111111111110110 //10000000000000000000000000001001 //10000000000000000000000000001010 return 0; } //原码 --> 先取反，再加1 --> 补码 //补码 --> 先减1，再取反 --> 原码 //补码 --> 先取反，再加1 --> 原码
#include <stdio.h> #include <windows.h> int main() { unsigned int i;//无符号数恒大于0 for (i = 9; i >= 0; i--) { printf("%u\n", i);//死循环 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 4294967295 4294967294 ... Sleep(1000);//单位是毫秒 } return 0; }
#include <stdio.h> #include <string.h> int main() { char a[1000];//char -128~127 int i; for (i = 0; i < 1000; i++) { a[i] = -1 - i;//-1 -2 -3 ... -128 127 126 ... 2 1 0 -1 -2 ... -128 127 126 ... 2 1 0 ... } printf("%d", strlen(a));//strlen是求字符串长度的，统计的是\0之前出现的字符的个数；\0的ASCII码值是0 //255 return 0; }
#include <stdio.h> unsigned char i = 0;//0~255 int main() { for (i = 0; i <= 255; i++)//i <= 255 恒成立 { printf("hello world\n");//死循环打印hello world } return 0; }
