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本关Boss
1. 数据类型详细介绍
2. 整形在内存中的存储：原码、反码、补码
3. 大小端字节序介绍及判断
4. 浮点型在内存中的存储解析
1. 数据类型介绍
基本的内置类型
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
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。
整形：
char //char存储是符号的ASCLL码值
unsigned char
signed char
short
unsigned short [int]
signed short [int]
int
unsigned int
signed int
long
unsigned long [int]
signed long [int]unsigned：无符号，signed：有符号
有些数值只有正数（身高），有些数有正有负（温度）
浮点数：
float
double
构造类型：
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
int a = 20;
int b = -10;
我们知道为 a 分配四个字节的空间。
那他们如何存储？
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”，
而数值位
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。
int main()
{
int a = 20;
// 4个字节，32bit
// 000000000000000000000000000000010100 —— 原码
// 000000000000000000000000000000010100 —— 反码
// 000000000000000000000000000000010100 —— 补码
int b = -10;
// 100000000000000000000000000000001010 —— 原码
// 111111111111111111111111111111110101 —— 反码(符号位不变，其他位按位取反)
// 111111111111111111111111111111110110 —— 补码（反码+1）
//内存放补码
return 0;
}
我们进行调试，打开地址，输入&b，可以发下内存中放的是ff ff ff f6（下面地址存储方式有介绍）
当我们将其转化为2进制位的时候，会发现，其为11111111111111111111111111110110
就是-10在内存中的补码
对于整形来说：数据存放内存中其实存放的是补码。
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。
CPU的减法运算：
2.2 大小端介绍
什么大端小端：
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：
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8 bit。但是在C语言中除了8 bit的char之外，还有16 bit的short 型，32 bit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。
一道笔试题：
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
int check_sys()
{
int a = 1;
return *(char*)&a;
}
int main()
{
if(check_sys() == 1)
printf("小端\n");
else
printf("大端\n");
return 0;
}2.3 练习
1.a,b,c分别输出什么
int main()
{
char a= -1;
signed char b=-1;
unsigned char c=-1;
//char a = -1; //-1截断后存储到a中
//10000000000000000000000000000001 -1的原码
//11111111111111111111111111111110 -1的反码
//11111111111111111111111111111111 -1的补码
//11111111 - a
//signed char b = -1;
//11111111111111111111111111111111 -1的补码
//11111111 - b
//
//unsigned char c = -1;
//11111111111111111111111111111111 -1的补码
//11111111 - c
//
printf("a=%d,b=%d,c=%d", a, b, c);
//在打印的时候会进行整形提升，有字符位，按字符位补，无字符位补0；
//得到结果就为 -1 -1 255
return 0;
}unsigned char c 因为是无符号的，所以第一个1不是符号位，所以c读的时候位11111111
8个1，255
2.下面程序输出什么？
(1)
int main()
{
char a = -128;
printf("%u\n",a);
return 0;
}注意：
%u 是打印无符号整形，认为内存中存放的补码对应的是一个无符号数
%d 是打印有符号整形，认为内存中存放的补码对应的是一个有符号数
char a = -128;
//10000000000000000000000010000000——原码
//11111111111111111111111101111111——反码
//11111111111111111111111110000000——补码
//10000000 - a
//11111111111111111111111110000000——整形提升
//按无符号位&u打印的打印得到：4294967168
(2)
int main()
{
char a = 128;
printf("%u\n",a);
return 0;
}//00000000000000000000000010000000——原码
//10000000 - char a
//11111111111111111111111110000000——整形提升
//打印：4294967168
(3)
int i= -20;
unsigned int j = 10;
printf("%d\n", i+j);
//按照补码的形式进行运算，最后格式化成为有符号整数int i = -20;
//10000000000000000000000000010100——原码
//11111111111111111111111111101011——反码
//11111111111111111111111111101100——补码
//
unsigned int j = 10;
//00000000000000000000000000001010——原码printf("%d\n", i + j);
//11111111111111111111111111101100
//00000000000000000000000000001010
//11111111111111111111111111110110——补码
//11111111111111111111111111110101——反码
//10000000000000000000000000001010——原码： -10
//打印：10
(4)
unsigned int i;
for(i = 9; i >= 0; i--)
{
printf("%u\n",i);
}
死循环，因为unsigned永远大于0；
(5)
int main()
{
char a[1000];
int i;
for(i=0; i<1000; i++)
{
a[i] = -1-i;
}
printf("%d",strlen(a));
return 0;
}cahr a[1000]里面会存：
-1存：
11111111 11111111 11111111 11111111
-2存：
11111111 11111111 11111111 11111110
......
-128存：
1000000 0000000 0000000 1000000，
-128-1，
char 是1个字节，8个bit位，所以只能取前八位，-128 10000000 00000000 00000000 10000000——原码 11111111 11111111 11111111 01111111——反码 11111111 11111111 11111111 10000000——补码 11111111 11111111 11111111 01111111—— -128-1 因为只能取前八位 得到01111111——127
-1，-2，-3，......，-128，127，126，......，3，2，1，0，-1，-2，-3......循环1000次
又因为当函数 strlen 遇到 \0 时会停，又因为 \0 的ASCLL码值为0；
所以打印128+127=255
(6)
#include <stdio.h>
unsigned char i = 0;
int main()
{
for(i = 0;i<=255;i++)
{
printf("hello world\n");
}
return 0;
}死循环
因为unsigned char 的取值位0~255；所以for循环的i永远满足循环条件。
3. 浮点型在内存中的存储
常见的浮点数：
3.14159
1E10 就是 1.0*10^10
浮点数家族包括： float、double、long double 类型。
浮点数表示的范围：float.h 中定义
补充：整形类型的取值范围限定在：limits.h 中
3.1浮点数存储的例子：
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;
}大家应该会猜是9，9.0，9，9.0这样的吧，但打印结果并非如此
当我们用 *pFloat 往出拿的时候 发现不是9，说明浮点数和整数的存储不一样
3.2 浮点数存储规则
1）浮点数如何存入内存中
根据国际标准IEEE（电气和电子工程协会） 754，任意一个二进制浮点数V可以表示成下面的形式：
(-1)^S * M * 2^E
(-1)^S表示符号位，当S=0，V为正数；当S=1，V为负数。
M表示有效数字，大于等于1，小于2。
2^E表示指数位。
例如：
v=5.5
=101.1（二进制位）
=1.011*2^2 （科学计数法）
=(-1)^0 * 1.011 * 2^2
其中 S=0，M=1.011，E=2
v=0.75
0.11 （二进制）
1.1 * 2^(-1) (科学计数法）
(-1)^0 * 1.1 * 2^(-1)
S=0，M=1.1，E= -1
但比如 3.3 在二进制中无法准确保存，只能无限逼近，这也就是浮点数丢失精度的原因。
对于点精度浮点型 float 它是32位的浮点数（32个比特位）
对于双精度浮点型 double 它是64位的浮点数（64个比特位）
IEEE 754对有效数字M和指数E，还有一些特别规定：
1≤M<2 也就是说，M可以写成 1.xxxxxx 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。
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。
至于指数E，情况就比较复杂。
首先，E为一个无符号整数（unsigned int）
a
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。
练习一下：
float f = 5.5f;
(-1)^0 * 1.011 * 2^2
S = 0
M = 1.011
E = 2
0 10000001 01100000000000000000000
S E M
二进制存储：0100 0000 1011 0000 0000 0000 0000 0000
16进制存储：40 b0 00 00运行调试后可以看见：
地址采用小端存储，和我们计算的一样
2）如何从内存里面取出浮点数
然后，指数E从内存中取出还可以再分成三种情况：
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
S E M
怎么放的怎么拿
E全为0
E全为，就是存8个0，则是非常小的一个数
这时，我们规定，真实的浮点数 的指数E 等于1-127（或者1-1023）
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。
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）；
最后我们回到3.1的例题：
int n = 9;
00000000 00000000 00000000 00001001——9在内存中的存储
float* pFloat = (float*)&n;
printf("n的值为：%d\n", n);
printf("*pFloat的值为：%f\n", *pFloat);//这时以浮点数看二进制位
0 00000000 00000000000000000001001
S E M
这时E位全零
(-1)^0 * 0.00000000000000000001001 * 2^-126
就几乎为0了
所以打印0.0000
*pFloat = 9.0;
9.0
1001.0
1.001*2^3
(-1)^0 * 1.001 *2^3
0 10000010 00100000000000000000000
S E M
printf("num的值为：%d\n", n);
以整数形式往出拿：就是01000001000100000000000000000000
算后得到：1091567616
printf("*pFloat的值为：%f\n", *pFloat);
按正常浮点数取，就得到9.0