数据类型
数据类型的简绍
基本内置类型:
char //字符数据类型
short //短整型数据类型
int //整型数据类型
long //长整型数据类型
long long //更长的整型数据类型
float //单精度浮点型数据类型
double //双精度浮点型数据类型
- 数据类型的意义:
1.类型大小的不同可以,使得开辟出内存空间的大小不同。
2.不同的数据类型,在观察内存空间时所看待的视角不同。
数据类型的分类
整型类型
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]
浮点数类型
float
double
构造类型(自定义类型)
数组类型 [ ]
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;
空类型
void表示空类型(无类型)
通常运用于函数的返回类型,函数的参数,指针类型
整数类型在内存中的存储
整数的取值范围:limits.h
计算机中数值的表示方式
- 整数的二进制的表示方式有三种:原码、反码和补码。。
原码
- 直接将数值按照正负值的形式翻译成二进制得到的就是原码。
int a = 11; //原码:00000000 00000000 00000000 00001011 int b = -11; //原码:10000000 00000000 00000000 00001011
1.这里需要提示一下,在有符号整数中,原码、反码和补码均有符号位和数值位。
2.符号位,即原码、反码和补码的第一位,0表示正整数,1表示负整数。
3.数值位,即除去原码、反码和补码的第一位,其他的位。
4.而无符号整数,只有数值位,没有符号位。
反码
- 原码的符号位不变,将其他数值位取反得到数值位。
int a = 11; //原码:00000000 00000000 00000000 00001011 //反码:00000000 00000000 00000000 00001011 int b = -11; //原码:10000000 00000000 00000000 00001011 //反码:11111111 11111111 11111111 11110100
补码
- 反码加1得到补码。
int a = 11; //原码:00000000 00000000 00000000 00001011 //反码:00000000 00000000 00000000 00001011 //补码:00000000 00000000 00000000 00001011 int b = -11; //原码:10000000 00000000 00000000 00001011 //反码:11111111 11111111 11111111 11110100 //补码:11111111 11111111 11111111 11110101
在计算器中,数值都是用补码储存。是因为计算器在使用补码时可以将符号位和数值位统一处理。
从补码到原码
- 补码到原码不仅仅可以通过退一步到反码,再退一步到原码的方式。也可以通过补码取反,再加一的方式。
int a = 11; //原码:00000000 00000000 00000000 00001011 //反码:00000000 00000000 00000000 00001011 //补码:00000000 00000000 00000000 00001011 int b = -11; //原码:10000000 00000000 00000000 00001011 //反码:11111111 11111111 11111111 11110100 //补码:11111111 11111111 11111111 11110101 //取反:10000000 00000000 00000000 00001010 //加一:10000000 00000000 00000000 00001011
- 三种方法均有符号位和数值位,符号位用“0”表示正数,用“1”表示负数
在计算机系统中,数值一律用补码来表示和存储,原因在于:
1.使用补码,可以将符号位和数值域统一处理
2.同时,加法和减法也可以统一处理(CPU只有加法器)
3.此外,补码和原码相互转换,其运算过程是相同的,不需要额外的硬件电器
大小端字节序
大端(存储)模式
- 大端(存储)模式,也称大端字节序存储,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
- 小端(存储)模式,也称小端字节序存储,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。
大小端之分
- 在计算机中,都是以字节位单位的,每个地址单元都对应着一个字节,一个字节位8bit。但是在C语言中除了8bit的char之外,还有16bit的short类型,32bit的long类型(取决于编译器)。除此之外,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。
浮点数类型在内存中的存储
- 浮点数在内存中的存储方式与整数截然不同
浮点数的取值范围:float.h
浮点数的存储规则
- 根据轨迹标准IEEE(电气电子工程师学会)745,任意一个二进制浮点数可以表示为:
- (-1)^S * M * 2^E
- (-1)^S表示符号位,当S=0,V为正数;当S=1,V为正数
- M表示有效数字,大于等于1,小于2
- 2^E表示指数位
- 同时,IEEE 754规定:
- 对于32位的浮点数,最高的一位是符号位S,接着8位是指数位E,剩下的32位为有效数字M。
- 对于64位的浮点数,最高的一位是符号位S,接着11位是指数位E,剩下的52位为有效数字M。
有效数字存储M
- 1<=M<2,即M、可以写成1.XXXXXXX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。
存储指数E
- 如果E是一个无符号整数(unsigned int)时,意味着,如果E为8位,取值范围为0–255;如果E为11位,取值范围位0–2047.
- 但是在科学计数法中E时可以出现负数的,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.
指数从内存中取出的三种情况
(1)E不全为0或者不全为1
- 浮点数采用规则表示,即指数E的计算值减去127(1023)得到真实值,再将有效数字M前加上第一位的1。
(2)E为全0
- 当E为全0时,浮点数的指数E等于1-127(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
(3)E为全1
- 当E为全1时,如果有效数字M全为0,表示(+)(-)无穷大,这里的正负取决于符号位S。