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【C語言進(jìn)階】??數(shù)據(jù)類型&&整型在內(nèi)存中的存儲(chǔ)

Xufc / 1293人閱讀

目錄

?

?一、數(shù)據(jù)類型介紹

二、類型的意義

三、類型的基本歸類

整型家族

浮點(diǎn)數(shù)家族

構(gòu)造類型（自定義類型）

指針類型

空類型

四、整形在內(nèi)存中的存儲(chǔ)

原碼、反碼、補(bǔ)碼

大小端字節(jié)序

為什么有大端和小端？

一道經(jīng)典筆試題

?一、數(shù)據(jù)類型介紹

數(shù)據(jù)從大的方向分為兩類：

  1. 內(nèi)置類型
  2. 自定義類型

內(nèi)置類型我們前面已經(jīng)學(xué)習(xí)過，如下：

char? ? ? ? ? ? //字符數(shù)據(jù)類型
short? ? ? ? ? ?//短整型
int? ? ? ? ? ? ? ?//整形
long? ? ? ? ? ? //長整型
long long? ? ?//更長的整形
float? ? ? ? ? ? ?//單精度浮點(diǎn)數(shù)
double? ? ? ? ?//雙精度浮點(diǎn)數(shù)

二、類型的意義

  1. 使用這個(gè)類型開辟內(nèi)存空間的大小（大小決定了使用范圍）
  2. 如何看待內(nèi)存空間的視角

三、類型的基本歸類

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]

這里為什么把字符也歸進(jìn)了整型家族呢？

因?yàn)樽址诖鎯?chǔ)的時(shí)候存儲(chǔ)的是這個(gè)字符的ASCII碼值，char到底是signed char還是unsigned char這取決于編譯器，short，int， long都是有符號(hào)的

浮點(diǎn)數(shù)家族

float
double

構(gòu)造類型（自定義類型）

?數(shù)組類型
?結(jié)構(gòu)體類型 struct
?枚舉類型 enum
?聯(lián)合類型 union

指針類型

int* ptr;
char* ps;
float* pc;
void* pd;

空類型

void 表示空類型（無類型）

通常應(yīng)用于函數(shù)的返回類型、函數(shù)的參數(shù)、指針類型

四、整形在內(nèi)存中的存儲(chǔ)

整型在內(nèi)存中究竟是如何存儲(chǔ)的呢？? 請看如下代碼：

int main(){	int a = 5;	int b = -1;}

我們可以在內(nèi)存中先看一下：

為什么會(huì)是這樣的結(jié)果

分析：

數(shù)據(jù)在內(nèi)存中存儲(chǔ)時(shí)是存的二進(jìn)制?，VS編譯器為了方便展示，展示的是16進(jìn)制

a和b都是整型，占4個(gè)字節(jié)，這里顯示的16進(jìn)制中，每2位是一個(gè)字節(jié)

可以再來看看下面的這段代碼：

int main(){	int a = 0x11223344;    //16進(jìn)制}

內(nèi)存：

可以看到a里面應(yīng)該是16進(jìn)制的11223344，結(jié)果內(nèi)存中顯示的卻是44332211，應(yīng)該是倒著存的?

那到底是怎么存的，我們需要搞懂原碼，反碼和補(bǔ)碼

三種表示方法均有符號(hào)位和數(shù)值位兩部分，符號(hào)位都是用0表示“正”，用1表示“負(fù)”，而數(shù)值位
三種表示方法各不相同。

原碼、反碼、補(bǔ)碼

原碼：

直接將一個(gè)數(shù)按照正負(fù)數(shù)的形式寫成二進(jìn)制

反碼：

原碼的符號(hào)位不變，其他位按位取反就可以得到了

補(bǔ)碼：

反碼+1就得到補(bǔ)碼

注意：正數(shù)的原碼，反碼，補(bǔ)碼相同

然后我們可以將-1的二進(jìn)制寫出來和內(nèi)存里面的對比一下

-1

原碼：10000000000000000000000000000001

反碼：11111111111111111111111111111110

補(bǔ)碼：11111111111111111111111111111111

將補(bǔ)碼寫成16進(jìn)制就是

FFFFFFFF

也就是內(nèi)存中看到的這樣

所以就知道了整數(shù)數(shù)據(jù)在內(nèi)存中存的是補(bǔ)碼?

在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，數(shù)值一律用補(bǔ)碼來表示和存儲(chǔ)。原因在于，使用補(bǔ)碼，可以將符號(hào)位和數(shù)值域統(tǒng)一處理； 同時(shí)，加法和減法也可以統(tǒng)一處理（CPU只有加法器）此外，補(bǔ)碼與原碼相互轉(zhuǎn)換，其運(yùn)算過程是相同的，不需要額外的硬件電路。

寫出5的補(bǔ)碼

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101

16進(jìn)制形式

0 0 0 0 0 0 0 5

內(nèi)存中看到的：

?會(huì)發(fā)現(xiàn)將內(nèi)存中的數(shù)字倒著讀就是5的補(bǔ)碼的16進(jìn)制形式

那為什么在內(nèi)存中是倒著存的呢？? 這和大小端字節(jié)序有關(guān)

大小端字節(jié)序

如果我們要在內(nèi)存中存0x11223344

那就有多種存儲(chǔ)方式了

  1. 11223344? ? （正序）
  2. 44332211? ? （倒序）
  3. 其他

到了最后基本能用到的也就是兩種存儲(chǔ)模式

  1. 大端字節(jié)序存儲(chǔ)
  2. 小端字節(jié)序存儲(chǔ)

通過下面的圖來理解大端和小端

?存儲(chǔ)的時(shí)候以字節(jié)為單位來存儲(chǔ)

大端存儲(chǔ)模式：數(shù)據(jù)的低位存儲(chǔ)在內(nèi)存的高地址處，高位存儲(chǔ)在低地址處

小端存儲(chǔ)模式：數(shù)據(jù)的低位存儲(chǔ)在內(nèi)存的低地址處，高位存儲(chǔ)在高地址處

為什么有大端和小端？

為什么會(huì)有大小端模式之分呢？這是因?yàn)樵谟?jì)算機(jī)系統(tǒng)中，我們是以字節(jié)為單位的，每個(gè)地址單元都對應(yīng)著一個(gè)字節(jié)，一個(gè)字節(jié)為8bit。但是在C語言中除了8bit的char之外，還有16bit的short型，32bit的long型（要看具體的編譯器），另外，對于位數(shù)大于8位的處理器，例如16位或者32位的處理器，由于寄存器寬度大于一個(gè)字節(jié)，那么必然存在著一個(gè)如果將多個(gè)字節(jié)安排的問題。因此就導(dǎo)致了大端存儲(chǔ)模式和小端存儲(chǔ)模式。

例如一個(gè)16bit 的short 型x ，在內(nèi)存中的地址為0x0010 ， x 的值為0x1122 ，那么0x11 為高字節(jié)， 0x22為低字節(jié)。對于大端模式，就將0x11 放在低地址中，即0x0010 中， 0x22 放在高地址中，即0x0011 中。小端模式，剛好相反。我們常用的X86 結(jié)構(gòu)是小端模式，而KEIL C51 則為大端模式。很多的ARM，DSP都為小端模式。有些ARM處理器還可以由硬件來選擇是大端模式還是小端模式。

一道經(jīng)典筆試題

請簡述大端字節(jié)序和小端字節(jié)序的概念，設(shè)計(jì)一個(gè)小程序來判斷當(dāng)前機(jī)器的字節(jié)序

第一個(gè)小問題上面已經(jīng)說了，這里就不再啰嗦，主要來看看如何設(shè)計(jì)程序來判斷當(dāng)前機(jī)器的字節(jié)序

小端字節(jié)序是低位低地址，高位存儲(chǔ)在高地址處，根據(jù)這一特征我們就可以寫出來

比如1在內(nèi)存中的存儲(chǔ)如果是小端的話，就是01 00 00 00，我們可以只訪問它的第一個(gè)字節(jié)的空間拿到的如果是1，那就說明是小端存儲(chǔ)模式，是0的話那就是大端存儲(chǔ)模式。之前我們學(xué)指針的時(shí)候知道指針的類型決定了它可以訪問多大的空間，我們要訪問一個(gè)字節(jié)，就可以用char*

如下代碼

#include int main(){	int a = 1;	char* p = (char*)&a;	if (*p == 1)	{		printf("小端字節(jié)序/n");	}	else	{		printf("大端字節(jié)序/n");	}	return 0;}

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