八c语言之数据在内存中的存储

Posted 2021-10-15 I am Supreme

1、数据类型详细介绍

1.1 数据类型介绍

char	字符数据类型
short	短整型
int	整形
long	长整型
long long	更长的整形
float	单精度浮点数
double	双精度浮点数

以及他们所占存储空间的大小。类型的意义：

1. 使用这个类型开辟内存空间的大小（大小决定了使用范围）。
2. 如何看待内存空间的视角。

1.2 类型的基本归类：

1.2.1 整形家族：

char	unsigned char signed char
short	unsigned short [int] signed short [int]
int	unsigned int signed int
long	unsigned long signed long

1.2.2 浮点数家族：

float double

1.2.3 构造类型

数组类型
结构体类型	struct
枚举类型	enum
联合类型	union

 1.2.4 指针类型

int  *pi

char *pc

float* pf

void* pv

 

2.、整形在内存中的存储：原码、反码、补码

之前讲过一个变量的创建是要在内存中开辟空间的。空间的大小是根据不同的类型决定的。

下面我们谈谈数据再所开辟内存中到底是如何存储的？

比如：

int  a = 20

int b = -10

我们知道a分配4个字节的空间。那如何存储？

下面了解下面的概念：

原码、反码、补码

计算机中的有符号数有三种表示方法，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
三种表示方法各不相同。
原码
直接将二进制按照正负数的形式翻译成二进制就可以。
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了
补码
反码+1就得到补码。
正数的原、反、补码都相同。
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。

3.、大小端字节序介绍及判断

3.1 大小端介绍

什么是大小端：

• 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。

为什么会有大端和小端？

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8bit。但是在C语言中除了8bit的char之外，还有16bit的short型，32bit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果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。

练习：请简述大端字节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。

//代码1
#include <stdio.h>
int check_sys()
{
    int i = 1;
    return (*(char *)&i);
}
int main()
{
    int ret = check_sys();
    if(ret == 1)
    {
        printf("小端\\n");
    }
    else
    {
        printf("大端\\n");
    }
    return 0;
}

//代码2
int check_sys()
{
    union
    {
        int i;
        char c;
    }un;
    un.i = 1;
    return un.c;
}