目錄
數(shù)據(jù)類型介紹
整形在內(nèi)存中的存儲(chǔ)
1.原碼、反碼、補(bǔ)碼
2.大端小端介紹
為什么會(huì)存在大端小端呢？
3.char型???????
4.浮點(diǎn)數(shù)存儲(chǔ)規(guī)則
*本文內(nèi)容主要來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)與自己的學(xué)習(xí)筆記
?數(shù)據(jù)類型介紹
1.C語(yǔ)言基本內(nèi)置類型
char? ?????????//字符型
short? ? ? ? ? //短整形
int? ? ? ? ? ? ? //整形
long? ? ? ? ? ?//長(zhǎng)整型
long long? ? //更長(zhǎng)的整形
浮點(diǎn)數(shù)：
float? ? ? ? ? ? //單精度浮點(diǎn)數(shù)
double ? ? ?//雙精度浮點(diǎn)數(shù)
char
?????unsigned char
?????signed char
short
?????unsigned short [int]
????? signed short [int]
int
????? unsigned int
?????signed int
long
?????unsigned long [int]
?????signed long [int]
指針類型: int* p
?????char*? p
?????float*? p
?????void*? p
(void 表示空類型（無(wú)類型）通常應(yīng)用于函數(shù)的返回類型、函數(shù)的參數(shù)、指針類型)
開(kāi)辟空間的大小決定了使用范圍
整形在內(nèi)存中的存儲(chǔ)1.原碼、反碼、補(bǔ)碼
計(jì)算機(jī)中整數(shù)的表示方法為原、反、補(bǔ)碼三種；
三種表示方法均有符號(hào)位和數(shù)值位兩部分，符號(hào)位都是用0表示“正”，用1 表示“負(fù)”，而數(shù)值位負(fù)整數(shù)的三種表示方法各不相同。
正數(shù)的原碼、反碼、補(bǔ)碼相同
原碼：直接將二進(jìn)制按正負(fù)數(shù)形式翻譯為二進(jìn)制
反碼：將原碼的符號(hào)位不變，其他位依次按位取反就可以得到了
補(bǔ)碼：反碼加1得到補(bǔ)碼
例如
對(duì)于整型數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)是以補(bǔ)碼的形式存入內(nèi)存中的，這是為什么呢？
這樣避免了0的編碼有兩個(gè)，同時(shí)符號(hào)位和有效值位可以一起處理，減法通過(guò)加法就可以實(shí)現(xiàn)，即簡(jiǎn)化了計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也提高了運(yùn)算速度。
2.大端小端介紹大端（存儲(chǔ)）模式，是指數(shù)據(jù)的低位保存在內(nèi)存的高地址中，而數(shù)據(jù)的高位，保存在內(nèi)存的低地址中；
小端（存儲(chǔ)）模式，是指數(shù)據(jù)的低位保存在內(nèi)存的低地址中，而數(shù)據(jù)的高位,，保存在內(nèi)存的高地
址中。
eg：假如有0x 11 22 33 44要存入內(nèi)存
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中內(nèi)存是以字節(jié)為單位進(jìn)行編址的，每個(gè)地址單元都唯一的對(duì)應(yīng)著1個(gè)字節(jié)（8 bit）。這可以應(yīng)對(duì)char類型數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)要求，因?yàn)閏har類型長(zhǎng)度剛好是1個(gè)字節(jié)，但是有些類型的長(zhǎng)度是超過(guò)1個(gè)字節(jié)的，還有16 bit的short型，32 bit的long型。另外，對(duì)于位數(shù)大于8位的處理器，例如16位或者32位的處理器，由于寄存器寬度大于一個(gè)字節(jié)，那么必然存在著一個(gè)如何將多個(gè)字節(jié)安排的問(wèn)題。不同的安排順序?qū)е铝舜蠖舜鎯?chǔ)模式和小端存儲(chǔ)模式的存在
3.char型首先舉個(gè)例子://輸出什么？
重慶分公司
重慶分公司
#includeint main() { ?
? char a= -1;
? ? signed char b=-1;
? ?unsigned char c=-1;
? ?printf("a=%d,b=%d,c=%d",a,b,c);
? ?return 0;
}
結(jié)果為：-1，-1,? 255
分析：首先char a=-1，定義了一個(gè)有符號(hào)的類型（我們先明確a在內(nèi)存中放的是它的補(bǔ)碼）
? 寫(xiě)出其32位二進(jìn)制原碼：//10000000000000000000000000000001
?反碼：//11111111111111111111111111111110
?補(bǔ)碼：//11111111111111111111111111111111
??
得到了-1? ?32位的補(bǔ)碼，但是char類型只占一個(gè)字節(jié)（8位），
所以只能存8位所以a里就存了8位
b與c與a類似（都為char）存的都是11111111
接著分析：
? 對(duì)于a和b，兩者都是有符號(hào)數(shù)，最高位1表示其符號(hào)，c是無(wú)符號(hào)數(shù)，最高位的1就沒(méi)有表示符號(hào)。?到了打印部分將a,b,c以%d的形式輸出，就需要整形提升。
關(guān)于整形提升：
整型提升是C程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中的一項(xiàng)規(guī)定：在表達(dá)式計(jì)算時(shí)，各種整型首先要提升為int類型，如果int類型不足以表示則要提升為unsigned int類型；然后執(zhí)行表達(dá)式的運(yùn)算。
整型提升時(shí)是按照變量的補(bǔ)碼被截?cái)鄷r(shí)的最高位是什么進(jìn)行補(bǔ)位的，如果截?cái)嗪笞罡呶唬醋钭竺妫┑囊晃粩?shù)為 1 則在最高位前補(bǔ) 1 ，如果最高位是 0 則在前面補(bǔ) 0 ，補(bǔ)夠32位即int類型
1.無(wú)符號(hào)整形提升，高位補(bǔ)0
2.有符號(hào)的整形提升，高位補(bǔ)其符號(hào)位
????????? 對(duì)于a和b（這兩者一樣）：將11111111整形提升得到補(bǔ)為 :????????? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ????????????????11111111111111111111111111111111
轉(zhuǎn)化為反碼：11111111111111111111111111111110
變?yōu)樵a：10000000000000000000000000000001
? 正好就是-1的原碼，所以a和b輸出都是-1。
對(duì)于c：由于c為unsigned類型，最高位沒(méi)表示符號(hào)，所以在整形提升時(shí)往高位補(bǔ)0
其補(bǔ)碼為：00000000000000000000000011111111
補(bǔ)完之后其最高位為0，表明為正數(shù)，而正數(shù)的原、反、補(bǔ)碼相同，所以最終以原碼的形式輸出的結(jié)果就是11111111的十進(jìn)制數(shù)255
由此，對(duì)char類型的內(nèi)存補(bǔ)碼（有符號(hào)）：
在內(nèi)存中，從00000000一直到01111111（127）時(shí)再加1就變?yōu)榱?0000000，往后最高位的1表示其為負(fù)數(shù)，比較特別的10000000為-128，往后10000001（補(bǔ)碼）轉(zhuǎn)換成原碼是11111111（-127），往后增加就可以得到有符號(hào)char的范圍是-128~127.
類似的無(wú)符號(hào)char：
?
?????
小結(jié)：對(duì)于有符號(hào)char類型，其數(shù)據(jù)從0開(kāi)始到127（01111111）時(shí)再加一來(lái)到了10000000（-128），再往后-127，-126。。。。-2，-1,? 0?
浮點(diǎn)數(shù)與整數(shù)的存儲(chǔ)是有區(qū)別的
首先根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEEE（電氣和電子工程協(xié)會(huì)） 754，任意一個(gè)二進(jìn)制浮點(diǎn)數(shù)V可以表示成下面的形式：(-1)^S * M * 2^E
(-1)^s表示符號(hào)位，當(dāng)s=0，V為正數(shù)；當(dāng)s=1，V為負(fù)數(shù)。
M表示有效數(shù)字，大于等于1，小于2。
2^E表示指數(shù)位。
eg：9.0先將其寫(xiě)成二進(jìn)制：1001.0
然后化為：(-1)^0? * 1.001? *2^3
s=0;
M=1.001
E=3
eg2:5.5101.1
可能比較難理解小數(shù)點(diǎn)后為什么是1，對(duì)于這個(gè)二進(jìn)制數(shù)，從右到左權(quán)重值為-1->0->1->2這里可以理解為小數(shù)點(diǎn)后1的權(quán)重值為-1,而2*1的-1次方為二分之一，就是0.5
(-1)^0 *1.01 *2^2
IEEE 754規(guī)定： 對(duì)于32位的浮點(diǎn)數(shù)，最高的1位是符號(hào)位s，接著的8位是指數(shù)E，剩下的23位為有效數(shù)字M。（float型）
對(duì)于64位的浮點(diǎn)數(shù)，最高的1位是符號(hào)位S，接著的11位是指數(shù)E，剩下的52位為有效數(shù)字M。
先前，我們知道了(1<=M<=2)M寫(xiě)成1.xxxx的形式。IEEE 754規(guī)定，在計(jì)算機(jī)內(nèi)部保存M時(shí)，默認(rèn)這個(gè)數(shù)的第一位總是1，因此可以被舍去，只保存后面的 xxxxxx部分。比如保存1.01的時(shí) 候，只保存01，等到讀取的時(shí)候，再把第一位的1加上去。這樣做的目的，是節(jié)省1位有效數(shù)字。
至于E的存入：它為一個(gè)無(wú)符號(hào)整數(shù)（unsigned int）因此存的只能是正數(shù)。如果E為8位，它的取值范圍為0~255；如果E為11位，它的取值范圍為0~2047。但是，我們 知道，科學(xué)計(jì)數(shù)法中的E是可以出 現(xiàn)負(fù)數(shù)的，所以IEEE 754規(guī)定，存入內(nèi)存時(shí)E的真實(shí)值必須再加上一個(gè)中間數(shù)，對(duì)于8位的E，這個(gè)中間數(shù) 是127；對(duì)于11位的E，這個(gè)中間 數(shù)是1023
? E的取出也可分三種情況：
1.E不為全0或1
這時(shí)，浮點(diǎn)數(shù)就采用下面的規(guī)則表示，即指數(shù)E的計(jì)算值減去127（或1023），得到真實(shí)值，再將 有效數(shù)字M前加上第一位的1
2.E全為0
浮點(diǎn)數(shù)的指數(shù)E等于1-127（或者1-1023）即為真實(shí)值， 有效數(shù)字M不再加上第一位的1，而是還原為0.xxxxxx的小數(shù)
3.E全為1
如果有效數(shù)字M全為0，表示±無(wú)窮大（正負(fù)取決于符號(hào)位s）
為了理解，接著看一段代碼：
#includeint main()
{
int n = 9;//4byte
float* pFloat = (float*)&n;
printf("n的值為：%d\n", n);
printf("*pFloat的值為：%f\n", *pFloat);
*pFloat = 9.0;
printf("num的值為：%d\n", n);
printf("*pFloat的值為：%f\n", *pFloat);//9.0
return 0;
} 結(jié)果為
第一個(gè)和最后一個(gè)問(wèn)題不大，問(wèn)題出在中間兩個(gè)，整形以浮點(diǎn)型輸出與浮點(diǎn)型以整形輸出結(jié)果都是不一樣的。
分析二三行：
先寫(xiě)出n的二進(jìn)制：00000000 00000000 00000000?00001001
打印時(shí)我們認(rèn)為其是以浮點(diǎn)數(shù)的形式打印，對(duì)這個(gè)二進(jìn)制數(shù)解讀就會(huì)如下
這時(shí)其最高位：s--0
? E--00000000（往后8位）為全0，看上面的第二種情況
? M--0000000 00000000?00001001（后23位）
對(duì)M：
?0.?0000000 00000000?00001001
對(duì)于E（全0）：根據(jù)上文寫(xiě)成1-127
所以有：(-1)^0? *??0.?0000000 00000000?00001001? *2^-126
0.xxxx再乘2的-126次就基本上可以看成0了，所以第二行輸出0.000000（只呈現(xiàn)后六位）
到第三行：
?將9.0存入數(shù)據(jù)時(shí)：
9.0 ->1001.0 ->(-1)^0? * 1.001? *2^3 ->s=0, M=1.001,E=3+127（中間數(shù)）=130
有效數(shù)字E：130換為二進(jìn)制（10000010）
有效數(shù)字M等于001后面再加20個(gè)0，湊滿23位
寫(xiě)成二進(jìn)制形式（s+E+M）：
0? ?10000010? ?00100000000000000000000
（二進(jìn)制補(bǔ)碼）符號(hào)位是0，為正數(shù)，原碼與補(bǔ)碼相同，
因此打印的就是該二進(jìn)制換成的十進(jìn)制數(shù)，就是1091567616
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