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【C语言进阶】☀️数据类型&&整型在内存中的存储

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目录

 一、数据类型介绍

二、类型的意义

三、类型的基本归类

整型家族

浮点数家族

构造类型(自定义类型)

指针类型

空类型

四、整形在内存中的存储

原码、反码、补码

大小端字节序

为什么有大端和小端?

一道经典笔试题


 一、数据类型介绍

数据从大的方向分为两类:

  1. 内置类型
  2. 自定义类型

内置类型我们前面已经学习过,如下:

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

二、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

三、类型的基本归类

整型家族

char
        unsigned char
        signed char
short
        unsigned short [int]
        signed short [int]
int
        unsigned int
        signed int
long
        unsigned long [int]
        signed long [int]

这里为什么把字符也归进了整型家族呢?

因为字符在存储的时候存储的是这个字符的ASCII码值,char到底是signed char还是unsigned char这取决于编译器,short,int, long都是有符号的

浮点数家族

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* ptr;
char* ps;
float* pc;
void* pd;

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

四、整形在内存中的存储

整型在内存中究竟是如何存储的呢?  请看如下代码:

int main(){	int a = 5;	int b = -1;}

我们可以在内存中先看一下:

为什么会是这样的结果

分析:

数据在内存中存储时是存的二进制 ,VS编译器为了方便展示,展示的是16进制

a和b都是整型,占4个字节,这里显示的16进制中,每2位是一个字节

可以再来看看下面的这段代码:

int main(){	int a = 0x11223344;    //16进制}

内存:

可以看到a里面应该是16进制的11223344,结果内存中显示的却是44332211,应该是倒着存的 

那到底是怎么存的,我们需要搞懂原码,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、反码、补码

原码:

直接将一个数按照正负数的形式写成二进制

反码:

原码的符号位不变,其他位按位取反就可以得到了

补码:

反码+1就得到补码

注意:正数的原码,反码,补码相同

然后我们可以将-1的二进制写出来和内存里面的对比一下

-1

原码:10000000000000000000000000000001

反码:11111111111111111111111111111110

补码:11111111111111111111111111111111

将补码写成16进制就是

FFFFFFFF

也就是内存中看到的这样

所以就知道了整数数据在内存中存的是补码 

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。

写出5的补码

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101

16进制形式

0 0 0 0 0 0 0 5

内存中看到的:

 会发现将内存中的数字倒着读就是5的补码的16进制形式

那为什么在内存中是倒着存的呢?  这和大小端字节序有关

大小端字节序

如果我们要在内存中存0x11223344

那就有多种存储方式了

  1. 11223344    (正序)
  2. 44332211    (倒序)
  3. 其他

到了最后基本能用到的也就是两种存储模式

  1. 大端字节序存储
  2. 小端字节序存储

通过下面的图来理解大端和小端

 存储的时候以字节为单位来存储

大端存储模式:数据的低位存储在内存的高地址处,高位存储在低地址处

小端存储模式:数据的低位存储在内存的低地址处,高位存储在高地址处

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。

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。

一道经典笔试题

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

第一个小问题上面已经说了,这里就不再啰嗦,主要来看看如何设计程序来判断当前机器的字节序

小端字节序是低位低地址,高位存储在高地址处,根据这一特征我们就可以写出来

比如1在内存中的存储如果是小端的话,就是01 00 00 00,我们可以只访问它的第一个字节的空间拿到的如果是1,那就说明是小端存储模式,是0的话那就是大端存储模式。之前我们学指针的时候知道指针的类型决定了它可以访问多大的空间,我们要访问一个字节,就可以用char*

如下代码

#include int main(){	int a = 1;	char* p = (char*)&a;	if (*p == 1)	{		printf("小端字节序/n");	}	else	{		printf("大端字节序/n");	}	return 0;}

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