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数据储存总结

有态度的萌狮子 2022-03-18 阅读 100
c语言

文章目录


一.数据类型的介绍
二.整型在内存中的存储
三.整型提升的复习
四.浮点型在内存中的存储

正文
一.数据类型的介绍

C语言中的内置数据类型有:char (字符数据类型) ;short (短整型);int(整型)

long(长整型);long long(更长的整型);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。

2.如何看待内存空间的大小。

1.1类型的基本归类

整型家族:

注意:

char虽然是字符类型,但字符类型存储的是字符的ASCII码值,但ASCII码值是整数。

char是有符号还是无符号的取决于编译器的实现,是不确定的。

如果是有符号的数据,最高位是符号位,最高位是0,表示正数,最高位是1,表示负数。

对于无符号来说,最高位也是数据位。

浮点数家族

float

double

构造类型

指针类型

int * p; char * p; float * p; void * p;

指针变量是用来存放地址的。

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。

二.整型在内存中的存储

2.1原码,反码,补码

正数的原码,反码,补码都相同 。

负数的原码,反码,补码需计算。

对于整型来说,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,数据一律用补码来表示和储存,原因在于使用补码,可以将符号位与数值域统一处理;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,其运算过程也是相同的,不需要额外的硬件电路。

2.2大小端介绍

大小端字节序存储

有两种方式进行存储(顺序不同)

大端字节序存储

小端字节序存储

在例程中,0x11223344这个数,4就是低位字节,1就是高位字节。因此,

把一个数的低位字节存到高地址处,把高位字节处的数据存放在低地址处,这种存储方式就是大端存储。

把一个数据的低位字节处的数据存放在低地址处,把高位字节处的数据存放在高地址处,这种存储方式就是小端存储。

为什么会有大小端之分呢,在计算机系统中以字节位单位,每个地址对应一个字节,一个字节位为8bit,但是在c语言中除了有8bit的char外,还有16bit的short型,32bit的long型(具体看编译器),另外,对于位数大于8位的处理器,由于计数器大于一个字节,那么必然存在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。

判断一个数是否位大小端:

​​

在这里插​
//判断是大端还是小端
#include<stdio.h>
int main()
{
	int a = 1;
	char* p = (char*)&a;
	if (*p == 1)
	{
		printf("小端\n");

	}
	else
	{
		printf("小端\n");
	}
	return 0;
}


三.整型提升的复习

整型提升概念:

C的整型算数运算总是至少以缺省整型类型的精度来进行的。为了获得这个精度,表达式中的字符和短整型操作数在使用之前被转换为普通型,这种转换称为整型提升。

在进行整型提升结束后,再进行截断。之后再根据打印的数据类型进行整型提升。对于大小小于int的类型都会整型提升。

算数转化概念:如果某个操作符的各个操作数属于不同类型,那么除非其中一个操作数的转换为另一个操作数的类型,否则操作就无法进行,下面的层次体系称为寻常算数转换(向上转换):

四.浮点型在内存中的存储

在这里提及两个头文件:

float.h:定义了浮点数的取值范围的相关信息

limits.h定义了整型数的取值范围的相关信息

这里注意,整数和浮点数在内存中的存储方式是有所差异的,接下来会详细介绍。

详细解读:

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可以表示为下面形式:

例子:

IEEE 754规定:

对于32位的浮点数,最高的1位是S,接着的8位是指数E,剩下的23位为有效数字M。

IEEE754对有效数字M和指数E,还有一些特别的规定:

1<=M&&M<2,也就是说,M可以写成1.xxxxxxx的形式,其中xxxxxxx表示小数部分。

IEEE754规定,在计算机内部保存M时,默认为这个数的第一位总是1,因此可以被舍去,只保存后面的xxxxxxx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,这样做的目的节省1位有效数字,32位浮点数留给M的只有23位(对于数字M)

至于指数E,情况就比较复杂。

首先,E是一个无符号整数,这意味着,如果E为8位,它的取值范围为0255,如果E为11位,它的取值范围为02047,但是,我们知道,科学计数法中的E是可以出现负数的,所以IEEE754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位上的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。

指数从内存中取出还分三种情况:

1.E不全为0或不全为1

指数E的计算值减去127或减去1023得到真实值,再将有效数字M的前面加上1。

2.E为全0

E为全0时,浮点数的指数位等于1-127或(1-1023)即为真实值,有效数字M不再加1,为0.xxxxxx无限接近与0

3.E为全1

这时,如果有效数字M为全0,表示正负无穷大(正负取决于符号位S)

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