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- 往期文章
- 前言
- 1. 数据的类型
- 2. 整型在内存中的存储
- 2.1 原码、反码、补码
- 2.2 大小端
- 3. 浮点数在内存中的存储
- 3.1 浮点数存储规则
- 3.2 指数E内存中存取情况
- 3.2.1 E不全为0或不全为1
- 3.2.2 E全为0
- 3.2.3 E全为1
- 后记
前言
一转眼我们C语言系列的文章已经迎来了第八篇，虽然我鸽了很久了又。今天重新来写这篇，希望这个系列可以坚持下去。从第一篇该系列文章发布至今已经过去两个月啦，距离我在CSDN上发布第一篇文章也已经两年了。两年来作为一名计科菜鸟，挣扎在挂科线的边缘，当然一路走来，也遇到许多有趣的朋友，很希望自己能够跟上大佬们的脚步，大家一起加油。
今天我们来分享关于数据的存储的一些知识，关于这节，我之前也写过一篇博客（整数在内存中的存储）欢迎大家点击浏览。我将在本篇博客中尽量弥补之前文章中未能表达的遗憾，希望这篇博客更加趋于完美。
1. 数据的类型
1.char 字符数据类型
2.short 短整型
3.int 整形
4.long 长整形
5.long long 更长的整形
6.float 单精度浮点型
7.double 双精度浮点型
以上就是数据的基本内置类型
那么我们还可以将数据类型细致地分为以下几类：
1.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]
2.浮点型家族
float
double
3.构造类型
a.数组类型
b.结构体数组 struct
c.枚举类型 enum
d.联合类型 union
4.指针类型
int *p
char *p
float *p
void *p
5.空类型
void(通常应用于函数返回类型、函数的参数、指针类型）
2. 整型在内存中的存储
2.1 原码、反码、补码
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。
计算机中的有符号数有三种表示方法，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”，而数值位
三种表示方法各不相同。
原码
直接将二进制按照正负数的形式翻译成二进制就可以。
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了。
补码
反码+1就得到补码
计算机内部通过补码来表示数据，因为计算机内部只有加法器，补码可以把减法减法统一起来。
2.2 大小端
判断大小端的代码：
#include <stdio.h>
int check_sys()
{int i = 1;return (*(char *)&i);
}
int main()
{int ret = check_sys();if (ret == 1){printf("小端\n");}else{printf("大端\n");}return 0;
}3. 浮点数在内存中的存储
浮点数家族包括： float、double、long double 类型。
来看一个例子：
#include<stdio.h>int main()
{int n = 9;float *pFloat = (float *)&n;printf("n的值为：%d\n", n);printf("*pFloat的值为：%f\n", *pFloat);*pFloat = 9.0;printf("num的值为：%d\n", n);printf("*pFloat的值为：%f\n", *pFloat);return 0;
}
我们发现打印出的结果好像和我们预期不太相符，证明浮点数的存储和整形应该是不太一样的。
3.1 浮点数存储规则
浮点数在内存中通常使用IEEE 754标准来进行存储。IEEE 754定义了几种表示浮点数的格式，其中最常见的是单精度浮点数（32位）和双精度浮点数（64位）。
在32位单精度浮点数中，它被划分为三个部分：1位表示符号（正负），8位表示指数，23位表示尾数。符号位决定了浮点数的正负，指数部分表示浮点数的数量级，尾数则表示精度和小数部分。
在64位双精度浮点数中，它也被划分为三个部分：1位表示符号，11位表示指数，52位表示尾数。双精度浮点数相比于单精度浮点数具有更大的范围和更高的精度。
内存中存储浮点数时，根据IEEE 754标准，浮点数的位模式被存储在相应的内存地址上。然后，计算机可以根据这个位模式将其解释为实际的浮点数值。
需要注意的是，由于浮点数的二进制表示方式存在精度限制，所以在特定情况下可能会出现舍入误差或精度损失的情况。
举例来说： 十进制的5.0，写成二进制是 101.0 ，相当于 1.01×2^2 。 那么，按照上面V的格式，可以得出s=0，
M=1.01，E=2。
十进制的-5.0，写成二进制是 -101.0 ，相当于 -1.01×2^2 。那么，s=1，M=1.01，E=2。
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。
比如保存1.01的时候，只保存01，等到读取的时候，再把第一位的1加上去。这样做的目的，是节省1位有效数字。
以32位浮点数为例，留给M只有23位，将第一位的1舍去以后，等于可以保存24位有效数字.
3.2 指数E内存中存取情况
首先，E为一个无符号整数（unsigned int） 这意味着，如果E为8位，它的取值范围为0~255；如果E为11位，它的
取值范围为0~2047。但是，我们知道，科学计数法中的E是可以出现负数的，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。比如，2^10的E是10，所以保存成32位浮点数时，必须保存成10+127=137，即10001001.
3.2.1 E不全为0或不全为1
这时，浮点数就采用下面的规则表示，即指数E的计算值减去127（或1023），得到真实值，再将有效数字M前加上第一位的1。 比如： 0.5（1/2）的二进制形式为0.1，由于规定正数部分必须为1，即将小数点右移1位，则为1.0*2^(-1)，其阶码为-1+127=126，表示为01111110，而尾数1.0去掉整数部分为0，补齐0到23位
00000000000000000000000，则其二进制表示形式为：
0 01111110 00000000000000000000000
3.2.2 E全为0
这时，浮点数的指数E等于1-127（或者1-1023）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
3.2.3 E全为1
这时，如果有效数字M全为0，表示±无穷大（正负取决于符号位s）
后记
好的，本文就到这里，暑假我要重新做人。
