1.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]
浮点型家族:
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
空类型:
void表示空类型(无类型),通常用于函数的返回类型,函数的参数,指针类型。
2.整型在内存中的存储:
原码,反码,补码
计算机的有符号数有三种表示方法:原码,反码,补码。三种表示方法都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。而数值为三种表示方法各不相同。
(无符号数原码,反码,补码相同。有符号数分为正数和负数,正数的原码,反码,补码相同)
原码:直接将二进制按照正负数的形式翻译成二进制。
反码:将原码符号位不变,其他为按位取反得到。
补码:反码+1。
对于整数而言,数据在内存中存放的是补码。因为使用补码可以将符号位和数据域统一处理,同时,加法和减法也可以统一处理(CPU只有加法器),另外,补码和原码相互转换,其运算过程是相同的,不需要额外的硬件电路。
大小端存储
大端(字节序)存储模式,是指数据的低位保存在内存的内存的高地址中,而数据的高位,保存在内存的低地址中。
小端(字节序)存储模式,是指数据的低位保存在内存的内存的低地址中,而数据的高位,保存在内存的高地址中。
为什么要有大端和小端存储?
计算机系统中是以字节为单位,每个地址单元对应一个字节,一个字节为8bit,但在c语言中除了char的8bit外,还有16bit的short型,32bit的long型,另外,对于位数大于8位的处理器,由于寄存器宽度大于1个字节,必然存在着将多个字节安排的问题。
3.浮点型在内存中的存储
常见的浮点数:
浮点数家族包括:float,double,long double类型
浮点数表示的范围在float.h中定义
浮点数在计算机中的表示方法:
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)^SM2^E
(-1)^s表示符号位,当s=0时,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。
举例来说:十进制的5.0,写成二进制是101.0,相当于1.012^2。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-1.012^2。那么,s=1,M=1.01,E=2。
IEEE 754规定:对于32位的浮点数,最高的1位是符号位s,接着的8位是指数E,剩下的23位为有效数字M。
对于64位的浮点数,最高位1位是符号位s,接着的11位是指数E,剩下52位是有效数字M。
IEEE 754对有效数字M和指数E还有一些特别的定义:
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,节省一位有效数字。以32位浮点数为例,留给M只有23位,将第一位的1舍去后,等于可以保存24位有效数字。
对于指数E,情况比较复杂。
首先,E是一个无符号整数(unsigned int),这意味着,如果E是8位,它的取值范围位0-255,如果E是11位,它的取值范围时0-2047,但是,科学计数法中的E是可以为负数的,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.
然后,指数E从内存中取出还可以再分成三种情况:
1)E不全为0或不全为1
浮点数采用下面规则表示,即指数E的计算值减去127或1023,得到真实值,再将有效数字前加上第一位的1。比如,0.5(1/2)的二进制形式是0.1,由于规定正数部分必须为1,即将小数点向右移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0-23位00000000000000000000000,则其表示形式为:
0 01111110 00000000000000000000000
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)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)。