【C语言】数据的储存

发布于:2023-01-24 ⋅ 阅读:(25) ⋅ 点赞:(0) ⋅ 评论:(0)


一、数据类型

1.1整形

- char

unsigned char 0~255 (28-1)
char -128 (-27)~127 (27-1)

- short

unsigned short 0~65,535(216-1)
short -32768((-215) ~ 32767 (215-1)

- int

unsigned int 0~2^32-1
int
-2147483648( (-231)~2147483647(231-1)

-long

unsigned long 0~264-1
long
- 263~ 0~263-1

1.2浮点型

float
3.402823e+38 ~1.401298e-45(e+38表示是乘以10的38次方,同样,e-45表示乘以10的负45次方)占用4个字节

double
1.797693e+308~ 4.9000000e-324 占用8个字节

注意
double型比float型存储范围更大,精度更高,所以通常的浮点型的数据在不声明的情况下都是double型的,如果要表示一个数据是float型的,可以在数据后面加上“F”。
浮点型的数据是不能完全精确的,所以有的时候在计算的时候可能会在小数点最后几位出现浮动,这是正常的。

1.3构造类型:

数组类型 int arr[]
结构体类型 struct
枚举类型 enum
联合类型 union

1.4指针类型

int * pi;
char * pc;
float* pf;
void* pv;

1.5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


二、整形在内存中的存储

那接下来我们谈谈数据在所开辟内存中到底是如何存储的?

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。

补码
反码+1就得到补码

原码变补码

在这里插入图片描述

补码变原码的方式

在这里插入图片描述

整形提升与截断

截断

在c语言中进行变量赋值的时候,如果将字节多的数据类型赋给一个字节少的数据类型,会发生“截断”。 发生这种情况的原因是:在赋值过程中只将占字节较长的变量的低位赋给占字节较短的变量。

提升

整型提升是C程序设计语言中的一项规定:在表达式计算时,各种整形首先要提升为int类型,如果int类型不足以表示则要提升为unsigned int类型;然后执行表达式的运算。

在这里插入图片描述


对于整形来说:数据存放内存中其实存放的是补码。

为什么呢?

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。

例子:
在这里插入图片描述

我们看看在内存中的存储:

int main() {
	int a = 0x11223344;
	return 0;
}

在这里插入图片描述
我们可以看到对于a和b分别存储的是补码。但是我们发现顺序有点不对劲。
这是又为什么?

2.2 大小端介绍

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

在这里插入图片描述

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。
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


例题:

  1. 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。
#include <stdio.h>
int check_sys()
{
 int i = 1;//00000001
 return (*(char *)&i);//判断首字节是否为1
}
int main()
{
 int ret = check_sys();
 if(ret == 1)
 {
 printf("小端\n");
 }
 else
 {
 printf("大端\n");
 }
 return 0;
 }
//输出什么?
#include <stdio.h>
int main()
{
    char a= -1;
    signed char b=-1;
    unsigned char c=-1;//11111111
    printf("a=%d,b=%d,c=%d",a,b,c);//a=-1 b=-1 c=255
    return 0; }
#include <stdio.h>
int main()
{
    char a = -128//或者char a =128;
    //-128
	//10000000000000000000000010000000
	//11111111111111111111111101111111
    //10000000 - a
	//11111111111111111111111110000000
	
    //128
    //00000000000000000000000010000000
    //11111111111111111111111101111111
    //11111111111111111111111110000000
    //10000000 -a
   	//11111111111111111111111110000000
    printf("%u\n",a);//4294967168
    return 0;
}