day09.3-数据类型-基本类型

一、C语言数据类型

1.引入C语言数据类型

• 汇编中的数据类型有byte、word、dword等
• 那么C语言的数据类型除了有一个作用域的概念，其他的都和汇编的数据类型相似

2.学习数据类型的三要素

• 存储数据的宽度：每种数据类型能容纳多大的数据
  • 存储数据的格式：虽然底层都是用0、1存储，但是使用不同数据类型时要注意里面存的数据到底是什么样的
• 作用范围(作用域)：哪里可以用、哪里不能用什么数据类型

3.C语言中的数据类型

• 如下图所示：

  

二、整数类型

• 整数类型：char、short、int、long

  char	8bit	1字节
  short	16bit	2字节
  int	32bit	4字节
  long	32bit	4字节

• 那么和汇编的byte，word，dword有什么关系呢？我们举一个简单的例子来看一下

  void Func(){
  	char cTemp = 0xFF;
  	short sTemp = 0xFF;
  	int iTemp = 0xFF;
  }
  void main(int argc, char* argv[]) 
  {
  	Func();
  }
  

• 所以从数据宽度来说：

  • 如果一个数据使用char类型变量存储，翻译成汇编则会用byte数据宽度内存来存储
  • 如果一个数据使用short类型变量存储，翻译成汇编则会用word数据宽度内存来存储
  • 如果一个数据使用int类型变量存储，翻译成汇编则会用dword数据宽度内存来存储

• 如果存入数据的数据宽度大于数据类型宽度，还是和汇编一样，从低位开始向高位存储，存储规定的数据宽度，多余的高位数据舍弃

  void Func(){
  	char cTemp = 0x12345678;   //byte
  	short sTemp = 0x12345678;  //word
  	int iTemp = 0x12345678;    //dword
  }
  void main(int argc, char* argv[]) 
  {
  	Func();
  }
  

  

• 整数类型分为有符号(signed)和无符号(unsigned)两种：

  • 但是在内存中存储的方式完全一样：计算机不管数据有无符号，它就只把数据化成二进制按照指定的数据宽度存在内存中

    

  • 只是在做运算的时候需要注意有无符号的区别

    void Func(){
    	char x = 0xFF;
    	unsigned char y = 0xFF;
    	printf("%d",x);
    	printf("%d",y);
    }
    

    

  • 还有在比较的数据大小时，也要注意有无符号的区别：

    • 如果一个有符号和一个无符号数比较，那么最终汇编语言会使用有符号数比较的跳转指令JBE、JG等

      void Func(){
      	char x = 0xFF;
      	unsigned char y = 0xFF;
      	if(x>y){
      		printf("x>y");
      	}
      }
      

      

    • 如果两个有符号数比较，最终汇编语言会使用比较有符号数的跳转指令

      void Func(){
      	char x = 0xFF;
      	char y = 0xFF;
      	if(x>y){
      		printf("x>y");
      	}
      }
      

      

    • 如果两个无符号数比较，最终汇编语言会使用比较无符号数的跳转指令

      void Func(){
      	unsigned int x = 0xFFFF;
      	unsigned int y = 0xFF;
      	if(x>y){
      		printf("x>y");
      	}
      }
      

      

三、浮点类型

1.浮点类型

• float和double
• float数据类型宽度为32位；double数据类型宽度为64位

2.小数在内存中存储方式

• 十进制、十六进制等整数在可以转化成对应的二进制最终存入内存，但是小数无法像整数那样对样转化成二进制数，但是小数如果想存入内存，它也要想办法转成二进制，那么小数是如何存储的呢？

• float和double在存储方式上都是遵从IEEE的规范的

  • float的存储方式：

    

  • double的存储方式：

    

• 尾数部分宽度越长，表示小数的精确度越高，因为有些小数部分表示为二进制数是无限循环的，比如1.3。0.3用二进制表示即不断的乘2：每次乘完2取整数部分作为二进制数，小数部分如果为0，则结束，如果不为0，则取出小数部分继续乘2。那么1.3表示为二进制为1.0100110 0100110 …无限循环下去，如果使用float存储，那么尾数部分精确到了23位；如果使用double存储，那么尾数部分就精确到了52位

3.将float类型转换为内存存储格式

1. 先将这个实数的绝对值化为二进制格式（不管正负，转换分为小数部分和整数部分）

2. 将这个二进制格式实数的小数点左移或右移n位，直到小数点移动到第一个有效数字(1)的右边

3. 从小数点右边第一位开始数出二十三位数字放入第22到第0位（不够的用0补）

4. 如果实数是正的，则在第31位放入“0”，否则放入“1”

5. 如果n是左移得到的，第30位放入“1”。如果n是右移得到的或n=0，则第30位放入“0”

6. 如果n是左移得到的，则将n减去1后化为二进制，并在左边加“0”补足七位，放入第29到第23位

   如果n是右移得到的或n=0，则将n化为二进制后在左边加“0”补足七位，再各位求反，再放入第29到第23位

7. 接着将得到的32位每4位一组，化成十六进制方便我们表示

4.举例说明

1. 8.25转换成浮点数存储：

   • 整数部分8转换成二进制为：1000

     8/2   0   ↑  //不断的除以2,取余数
     4/2   0	  |
     2/2   0   |
     1/2   1   |
     

   • 小数部分0.25转换成二进制为：10

     0.25*2  0  |   //不断的乘2,取整数部分
     0.5*2   1  ↓   //直到小数部分为0结束
     

   • 所以最终8.25用二进制表示为1000.10

2. 小数点左移三位，小数点移到第一个有效数字的右边，接着用科学计数法表示：

   • 因为十进制数100.1可以表示为1.001*10²。所以二进制1000.10移动后可以表示为：1.00010 * 2³

3. 从小数点右边第一位开始数出二十三位数字放入第22到第0位

   • 因为小数点右边开始为00010，所以将00010后面再补0，一共补充到总长度为22位即可

     

4. 因为8.25是正数，则在第31位放入“0”

   

5. 因为小数点当时是左移3位得到的1.00010 * 2³，则在指数部分的首位即30位放入“1”

   

6. 因为小数点是左移3位得到的1.00010 * 2³，所以3-1=2化成二进制为10，接着在左边补0，补充到总长度为7即可

   

7. 化成十六进制为：0x41080000

   0100 0001 0000 1000 0000 0000 0000 0000
   0x41080000
   

四、字符的存储

1.英文字符的存储

• 可以这样存：char x = 'A'；也可以这样存：char y = 65

• ASCII编码：

  • ASCII 码使用指定的 7 位或 8 位二进制数组合来表示 128 或 256 种可能的字符

    • 标准 ASCII 码使用7 位二进制数来表示所有的大写和小写字母，数字 0 到 9、标点符号，以及在美式英语中使用的特殊控制字符（最高位，即第八位永远都是0）
    • 扩展 ASCII 码允许将每个字符的第8 位用于确定附加的128 个特殊符号字符、外来语字母和图形符号

  • 常用的字符对应的ASCII码为：

    二进制	十进制	十六进制	字符
    0011 0000	48	30	0
    0011 0001	49	31	1
    0011 0010	50	32	2
    0011 0011	51	33	3
    0011 0100	52	34	4
    0011 0101	53	35	5
    0011 0110	54	36	6
    0011 0111	55	37	7
    0011 1000	56	38	8
    0011 1001	57	39	9

    0100 0001	65	41	A
    0100 0010	66	42	B
    0100 0011	67	43	C
    0100 0100	68	44	D
    0100 0101	69	45	E
    0100 0110	70	46	F
    0100 0111	71	47	G
    0100 1000	72	48	H
    0100 1001	73	49	I
    0100 1010	74	4A	J
    0100 1011	75	4B	K
    0100 1100	76	4C	L
    0100 1101	77	4D	M
    0100 1110	78	4E	N
    0100 1111	79	4F	O
    0101 0000	80	50	P
    0101 0001	81	51	Q
    0101 0010	82	52	R
    0101 0011	83	53	S
    0101 0100	84	54	T
    0101 0101	85	55	U
    0101 0110	86	56	V
    0101 0111	87	57	W
    0101 1000	88	58	X
    0101 1001	89	59	Y
    0101 1010	90	5A	Z

    0110 0001	97	61	a
    0110 0010	98	62	b
    0110 0011	99	63	c
    0110 0100	100	64	d
    0110 0101	101	65	e
    0110 0110	102	66	f
    0110 0111	103	67	g
    0110 1000	104	68	h
    0110 1001	105	69	i
    0110 1010	106	6A	j
    0110 1011	107	6B	k
    0110 1100	108	6C	l
    0110 1101	109	6D	m
    0110 1110	110	6E	n
    0110 1111	111	6F	o
    0111 0000	112	70	p
    0111 0001	113	71	q
    0111 0010	114	72	r
    0111 0011	115	73	s
    0111 0100	116	74	t
    0111 0101	117	75	u
    0111 0110	118	76	v
    0111 0111	119	77	w
    0111 1000	120	78	x
    0111 1001	121	79	y
    0111 1010	122	7A	z

2.中文字符的存储

• GB2312编码规则：

  • 天朝专家把那些127号之后的奇异符号们（即EASCII）取消掉，规定：一个小于127的字符的意义与原来相同，但两个大于127的字符连在一起时，就表示一个汉字，前面的一个字节（他称之为高字节）从0xA1用到 0xF7，后面一个字节（低字节）从0xA1到0xFE，这样我们就可以组合出大约7000多个简体汉字了。在这些编码里，还把数学符号、罗马希腊的 字母、日文的假名们都编进去了，连在ASCII里本来就有的数字、标点、字母都统统重新编了两个字节长的编码，这就是常说的"全角"字符，而原来在127号以下的那些就叫"半角"字符了

• **所以截取一个字符串的一段，如何区分是英文还是中文？**就看这个字节数值的范围，如果小于128就表示英文；如果大于则是汉字的两字节截取了一半

• GB2312表：可以看到如果最终计算机存储的是0xB0A1，那么使用GB编码规则，这两个字节的值就表示啊这个汉字。但是注意：是计算机中存储的值为0xB0A1，而计算机内存中是按字节为单位倒着存的，强调过很多次了，所以我们实际上用啊的时候要写成0xA1B0

  

五、作业

• 将float类型的12.5转换成16进制

  1. 将12.5用二进制表示：

     整数部分：
     	12 化成二进制-->   1100
     小数部分：
     	0.5 化成二进制-->   1
     	因为0.5*2=1.0    1
     综上12.5化成二进制为1100.1
     

  2. 小数点左移到第一个有效位的右边，此时用科学计数法表示为：1.1001*2³。故左移了3位

  3. 将此时的小数位从21位依次存到0位，如果不够则补0

     

  4. 因为12.5是正数，所以31位为0

     

  5. 又因为小数部分是左移，所以30位为1

     

  6. 且因为小数二进制时左移3位得到的，所以3-1=2化成二进制为10，将10存入指数部分，不够的左边补0

     

  7. 最后每四位一组化成十六进制为

     0100 0001 0100 1000 0000 0000 0000 0000
     0x41480000
     

  • 综上12.5转成十六进制为：0x41480000，存储在内存中为（倒着存入）00 00 48 41

  • 验证一下：