data_structural（数据结构）- 重置版
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了data_structural（数据结构）- 重置版相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
数据类型： 分为两类
1 .是 c 语言本身具有的类型 ， 又称内置类型
char 字符类型 1字节
short 短整形 2字节
int 整形 4字节
long 长整形 4/8字节
long long 更长的整形 8字节
float 单精度浮点数 4字节
double 双精度浮点数 8字节
2 .自定义类型（构造类型）
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
整形家族
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 array
结构体类型 struct
枚举类型 enum
联合类型 union
指针类型
整形指针 int* pi;
字符指针 char* pc;
浮点型指针float* pf;
无类型指针（万能指针） void* pv; 【只能接收，不能使用，非要使用的话，需要强制类型转化】
空类型
1 .void 表示空类型（无类型）
2 .应用于函数的返回类型，函数的参数，指针类型
实例
#include<stdio.h>
void test()// void 在这里 表示 函数 test 无返回值
{
printf("hello!\\n");
}
int main()
{
test();
return 0;
}
整形在内存中存储
原码 反码 补码
在计算机中的 整形（正，负）有符号数 有三种表示方法： 原码 反码 补码（以二进制码表示）
三种方法均有 符号位 和 数值位 两部分，符号位（二进制最高位）都是 0 表示正， 1 表示 负
而数值位三种表示方法各有不同
原码： 直接将 整形数据 按照 正负的形式 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
注意 正整数的 原 反 补 三码都是一样的
实例（二进制位最高位，是符号位， 0 为正，1 为负）
vs 环境
#include<stdio.h>
int main()
{
int a = 20; // 00 00 00 14 整数数据 的 表示 和 存储 都是 用 补码
a 为正数，三码相同
//0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0100 原码， a是正整数。所以三码相同
//0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0100 反码 原码的符号位不变，其他位按位取反
//0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0100 补码 反码加一， 整形数据存入（a）内存中的是补码
// 0 0 0 0 0 0 1(16) 4 十六进制（逢16 进 1）
// 存入内存之后，表示为 14 00 00 00 （小端存储模式：低位字节内容存储于低地址，高位字节内容存储于高位地址）
int b = -10;// 0x ff ff ff f8 整数数据 的 表示 和 存储 都是 用 补码
// 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010 原码
// 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0101 反码 原码的符号位不变，其他位按位取反
// 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0110 补码 反码加一， 整形数据存入（b）内存中的是补码
// f f f f f f f 6 十六进制 0x ff ff ff f6
//存入内存之后，表示为 f6 ff ff ff （小端存储模式：低位字节内容存储于低地址，高位字节内容存储于高位地址）
return 0;
}
在计算机系统中（内存中），整数 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，补码与原码互转换，其运算过程相同的，不需要额外的硬件电脑。
例子
#include<stdio.h>
int main()
{
1 - 1;
// 上表达式 在 CPU 看来 就是 1 + ( -1 ) ，因为CPU只有加法器
如果 我们 使用 原码，来进行计算，会如何？
//00000000 00000000 00000000 00000001 // 1 原码
//10000000 00000000 00000000 00000001 // -1 原码
//10000000 00000000 00000000 00000010 // -2 原码相加，很明显 用 原码 进行运算是错的，1 - 1 != -2 ，
//00000000 00000000 00000000 00000001 // 1 补码
//11111111 11111111 11111111 11111111 // -1 补码
//00000000 00000000 00000000 00000000/ / 0 两补码相加，很明显 用 补码 进行运算 是对的，1 - 1 == 0
return 0;
}
整数 （整形数据 一律用补码来 表示 和 存储）:
1 . 有符号数 ：
正数 （ 原 反 补 三码相同 ）
负数 （ 原码 -> 原码 符号位 不变，其余 按位取反 -> 反码 -> 加1 -> 补码[ ）
2 . 无符号整数：
原 反 补 三码相同
大小端的概念
那可不可以用其它方式 存储呢？例如 11 33 22 44， 44 22 33 11等等…
答案是可以的。 只要能想到的存储方式都可以（但是请注意：怎么放进去的，怎么拿出来）
为了方便存入和读取数据
所以选取 的是 正着存（小端）， 倒着存（大端）
另外十六进制数 11 22 33 44 每两个占一字节 也可以说 按照 字节的顺序 存储方式
即：
大端（储存）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
又称：大端字节序（储存） 模式
小端（储存）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
又称：小端字节序（储存）模式
大小端模式意义：
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 8 bit。
但是C语言中除了 8 bit 的 char 之外，还有 16 bit 的 short，32 bit 的 long 型（要看具体的编译器）。
对于位数大于 8 位 的 处理器，例如 16位 或 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 多个字节安排 的 问题。
因此 大端 存储模式 和 小端 存储模式，就有存在的必要了
实例
#include<stdio.h>
int main()
{
int a = 20; // 内存情况：14 00 00 00 (小端)
//0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0100 原码， a是正整数。所以三码相同
//0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0100 反码
//0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0100 补码 存入a的是补码
// 0 0 0 0 0 0 1(16) 4 十六进制 0x 00 00 00 14
return 0;
}
案例1（写一段代码 告诉我们当前机器的字节序是什么）：
写法 1
vs 环境
#include<stdio.h>
int main()
{
int a = 1;// 01 00 00 00 (小端存储模式)
char* p = (char*)&a; // 将 a是整形，取出其地址的类型也是 int。想要存入 字符指针变量 p 中，需要 将 a 的 地址转换成 字符类型（地址的值是不变的）
if (*p == 1)
因为 指针变量p 是 字符类型的，对其解引用，只能访问，p 存的地址 所指向的 空间中 一个字节 的 内容。（访问 是从 低~高位地址开始访问的，
所以第一个访问到 低位第一个数据（ 1 byte 的内容【01】，因为需要和 1 进行比较，所以需要整形提升，根据最高位进行补位【最高位为0，补零，直至32bit位，即 00 00 00 01 】，其值转换成十进制数，肯定是等于1的）
{ 只要等于1，就说明 该编译器的存储模式为 小端存储模式（小端字节序存储模式）
printf("小端\\n");//所以输出这条语句
}
else
{ 如果不等于 1，那肯定就是 大端存储模式了
printf("大端\\n");
}
return 0;
}
写法2
#include<stdio.h>
int check_sys()
{
写法1
int a = 1;
return *(char*)&a;
写法2
//char* p = (char*)&a;
//return *p;
返回 1 小端
返回 0 大端
}
指针类型决定了指针解引用操作符一次能访问多少个字节，char* p ； *p可以访问一个字节 ，int*p；*p可以访问 4 个字节
int main()
{
int ret = check_sys();
返回 1 小端
返回 0 大端
if (ret == 1)
{
printf("小端\\n");
}
else
{
printf("大端\\n");
}
return 0;
}
例题 1
vs 环境
#include<stdio.h>
int main()
{
char a = -1;
100000000000000000000000 00000001 -1 的原码
111111111111111111111111 11111110 -1 的反码
111111111111111111111111 11111111 -1 的 补码
// a 为 有符号字符类型数据；存的是补码第8位（数据截断，截取低位数据 是因为 是小端存储模式）；‘’
//打印 a 之前需要整形提升按照符号位补充 根据最高位补位，最高位是 1 补位 就是 32个1，就是 -1 的 补码，
//打印的是原码，所以需要转换成原码， 即 ： 10000000 00000000 00000000 00000001
// a 输出的是 -1
signed char b = -1; //有符号；存的补码8个1（截断）；//打印之前需要整形提升（算术逻辑）按照符号位补充 ，
//即 32 个 1.打印的是原码 10000000 00000000 00000000 00000001 即 -1
unsigned char c = -1;// 无符号数 说明无符号数进行整形提升直接补0， 而 -1 的补码位8个1（截断 ）；
//将其打印之前需要整形提升：00000000 00000000 00000000 11111111将其转化为十进制 即 255
printf("a = %d,b = %d,c = %d ", a, b, c);// -1,-1，255
return 0;
}
例题 2
#include<stdio.h>
int main()
{
char a = -128;
//10000000 00000000 00000000 1000 0000; 原码
//11111111 11111111 11111111 0111 1111 反码
//11111111 11111111 11111111 1000 0000 补码
// 1000 0000 截断
printf("%u\\n",a);//打印之前，整形提升（有符号数，根据最高位【1】进行补位）：11111111 11111111 11111111 1000 0000
// %u ：打印无符号，所以三码相同，直接 将其 二进制转换为 十进制数，进行输出（且 结果恒大于0【非负数】）
// 输出为 4294967168
return 0;
}
例题 3
有符号和无符号相加
#include<stdio.h>
int main()
{
int i = -20;
//10000000 00000000 00000000 0001 0100 原码
//11111111 11111111 11111110 1110 1011 反码
//11111111 11111111 11111111 1110 1100 补码
unsigned int j = 10;// 无符号数 三码相同
//00000000 00000000 00000000 0000 1010 原 反 补 码 三码相同
//00000000 00000000 00000000 0000 1010 j 的 补码
+
//11111111 11111111 11111111 1110 1100 i 的 补码
==
//11111111 11111111 11111111 1111 0110 结果（补码）
//10000000 00000000 00000000 0000 1001 结果（反码）【补码除了符号位，其余位取反】
//10000000 00000000 00000000 0000 1010 结果（原码） 【补码+1】
上下两者方法皆可
11111111 11111111 11111111 1111 0101 反码 == 补码-1；
10000000 00000000 00000000 0000 1010 原码 == 反码【除符号位，其余位 按位取反】
printf("%d\\n",i+j);// 打印是打印原码
10000000 00000000 00000000 0000 1010 转化成时间至数 就是 10
return 0;
}
例题 4
#include<stdio.h>
int main()
{
unsigned int i;
for (i = 9; i >= 0; i--)
{
printf("%u\\n", i);// 死循环 i为无符号数，所以 i 永远 不可能 小于 0
}
return 0;
}
例题 5
#include<stdio.h>
int main()
{
char a[1000];
int i;
for (i = 0; i < 1000; i++)
{
a[i] = -1 - i;
}
printf("%d", strlen(a));
因为数据是char类型，有符号范围 -128~127，但是有很多数比 255 要大的数据，造成值大了放不下
所以要把这1000个数 转化为 -128~127，才能放进 字符数组当中
就是说 第128个元素是 -128，第129个元素是 -127以此类推，第 256个元素 就是0，第257个元素是1，按照这种模式，不停的循环赋值，直到赋完1000个元素的值
strlen 计算 元素个数，照理来说 是 一千个元素，但是由于 char 的取值特性，它的值当中有一个 1个0, 而'\\0'的是ASCII码值 就是 0
，所以 他计算的值 不肯能是 1000 个
详情见下方附图 ，它是顺时针转, 等它转到0 == '\\0'时，停下。即 第256个元素 0 == '\\0' 会停止计数（strlen 遇到'\\0',停止计数，'\\0'不被计入），即输出 255【strlen 只计算到255个元素就停止计数了】
return 0;
}
附图
例题 6
#include<stdio.h>
unsigned char i = 0;// 无符号char 范围 0~255
int main()
{
for (i = 0; i <= 255;i++)//恒满足，所以死循环, 与 案例5的性质 是一样的 第256个元素为 0，然后开始递增，循此往复。
{
printf("hello world!\\n");
}
return 0;
}
浮点型在内存中的存储
程序一：
#include<stdio.h>
int main()
{
double d = 1E10;// 1E10 : 1 乘以 10 的 10 次方
printf("%lf\\n", d); //10000000000.000000
return 0;
}
程序二：
#include<stdio.h>
int main()
{
int n = 9;
float* pfloat = (float*)&n;//强制转化类型
printf("n的值为：%d\\n",n);//n的值为：9
printf("pfloat的值：%f\\n",*pfloat);//pfloat的值：0.000000 小数点后面默认6个0
整形存入，整形拿出，没问题；浮点型拿出就有问题
*pfloat = 9.0;
printf("n的值为：%d\\n", n);// n的值为：1091567616
printf("pfloat的值：%f\\n", *pfloat);//pfloat的值：9.000000
浮点型存入，浮点型拿出，没问题；整形拿出就有问题
由上表达式 得出结论： 整形与浮点型 在内存中存储的方式不同
return 0;
}
n 和 *pfloat 是同一个数，为什么浮点数和整数的解读结果会差别这么大？
所以一定要搞懂浮点数在计算机内部的表示方法。
根据国际标准 IEEE(电气和电子工程协会) 754（IEEE 754这是一个标准，规定浮点型在内存中如何存储）,任何一个二进制浮点数 V 可以表示下面的形式：
(-1) ^ S * M * 2 ^ E
(-1) ^ S 表示 符号位，当 S = 0，V 为正数；当 S = 1，V 为负数（ -1 的0次方是1，-1的1次方是 -1 ）
M 表示有效数字，大于等于1，小于2.
2^E 表示指数位
例子
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
IEEE 754 对 有效数字 M 和 指数 E ，还有一些特别规定，前面说过， 1 <= M < 2,也就是说，M可以写成1.xxxxxx的形式（其中 xxxxxx 表示小数部分）
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，只保存 01。等到读取的时候，再把第一位的 1 加上去。
这样 可以提升一位的精度，对于 32位 来说，等于可以保存 24 位 有效数字
指数E
首先，E 为一个 无符号整数（unsigned int）这意味着，如果 E 为 8 位，它的取值范围为 0~255；如果 E 为 11 位，它的取值范围为 0~2047.
但是，我们知道，科学计数法中的 E 是可以出现负数的，所以 IEEE 754规定，存入内存时 E 的 真实值 必须加上一个中间数。
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 32 位 浮点数 时，必须 保存成 10 + 127 = 137，即 1000 1001
再来看一个小点
小数 0.5 = 0.1 （二进制表示形式） 0 -> 2^0 (1*0 == 0); 1 -> 2 ^ (-1) 等于 (1 * 1/2) = 0.5
因为 有效数字（M），要大于等于1，小于2【1 <= M < 2】，
所以： 1 <= M < 2 所以 0.1 的 小数点 右移一位，即 1.0 ^ (-1)
故 (-1) ^ S * M * 2 ^ E == (-1) * 0 * 1.0 * 2 ^ (-1)
S == 0
M == 1.0
E == -1
存入内存时 E ，必须 真实值（-1）加上一个中间数（127）。 对于 8 位的 E，这个 中间数 是 127
所以 -1 + 127 = 126 也就是真正存入 E 的值（存储值）是 126 （转化二进制） 0111 1110，
如果想知道 E 的 真实值 就减去 中间值127。 即 126 - 127 = -1
例题
#include<stdio.h>
int main()
{
float f = 5.5;
// 将 浮点数 5.5 转换成 二进制浮点数， 即： 101.1，又因为 1 <= M < 2,小数点向左移动 2 位，故 1.011 * 2^2
因为 5.5 > 0,所以 S == 0
表达式最终为 (-1) ^ 0 *1.011 * 2^2
S == 0
M == 1.011 // 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，只保存小数点后面的 011 部分
E == 2 -> 2+127 = 129 -> 10000001
单精度浮点数存储模型
S EEEEEEEE MMMMMMMM MMMMMMMM MMMM MMM
S ( 1 bit) E( 8 bit) M ( 23 bit )
0 10000001 01100000 00000000 0000 000// 011 后面直接补零
0100 0000 1011 0000 0000 0000 0000 0000
4 0 b(11) 0 0 0 0 0 即 0x 40 b0 00 00 十六进制数
内存形式 00 00 b0 40（小端）
return 0;
}
指数 E 从内存中取出还可以分三种情况：
1. E 不全为0 或 不全为1
这时，浮点数就采用下面的规则表示，即指数 E 的计算值（二进制数转化十进制数） 减去 127（32位）/ 1023（64位） 得到真实值。
再将有效数字 M 前加上一位的 1 ，比如 0.5（ 1/2 ）的二进制形式为 1. 0* 2^(-1)，由于规定正数部分必须为 1.
即将小数点右移1位，即为 1.0 * 2^(-1),其 阶码（E） 为 -1 + 127 = 126，转化为二进制数为 0111 1110
而 1.0 去掉整数部分还剩一个 0 ，（后补）补齐 0 到 23 位 00000000 00000000 0000 000
则其二进制表示形式为
0 01111110 00000000000000000000000
2 . E全为0 —0 【 00000000 （E）】 01100000000000000000000 等价于 (正负) ± 0.011 * 2 ^（-126） 正负无限接近 0 的数字【正负 是因为 (-1)的S方】
当 E 全为 0 时，浮点数的指数 E 等于 1-127【-126】 （或者 1-1023 【-1022】 ）即为 E 的 存储值，
有效数字 M 不在加上 第一位 的 1（因为加上了，等于没加，一个 1点几 的数，乘以 2 的 126次方之一【2^-126】，它是一个无限接近0的数）
直接 0.011 * 2^(-126),还原出来的数字，是无限接近于 0 的数字，加上正负，就是正负无穷接近于 0 的数字
而是还原为 0. xx xx xx 的小数（保留 小数点后六位），这样做是为了表示 +-(正负) 0，以及接近于 0 的很小的数字。
3 . E 全为 1 ---- 0 { 111111111 } 01100000000000000000000
E 的存储值为 255,【E+ 127 = 255】
E 的真实值 255 - 127 == 128
（正负+-）1,xxx * 2 ^ 128
这时,如果 有效数字M 全为 0（1,0 * 2^128），表示+-（正负）无穷大的数字（正负 取决于 符号位 【(-1)^S 】 ）
实例
#include<stdio.h>
int main()
{
int n = 9;
// 00000000 00000000 00000000 0001001 补码
float* pfloat = (float*)&n;//强制转化类型
printf("n的值为：%d\\n",n);//n的值为：9
printf("pfloat的值：%f\\n",*pfloat);//pfloat的值：0.000000 小数点后面默认6个0
单精度浮点数存储模型
S EEEEEEEE MMMMMMMM MMMMMMMM MMMM MMM
S ( 1 bit) E( 8 bit) M ( 23 bit )
9 的 补码为 0 00000000 0000000000000000001001
符合上述情况 2 E全为零
// 即 0.000000 0000000000001001 * 2 ^ -126 是一个正负无限接近于 0 的数字，浮点型数据 默认 保留 小数点后面 6 位
*pfloat = 9.0;
// 1001.0
//-1 ^ 0 * 1.001 * 2 ^ 3 E= 3 + 127 =130【10000010】
// 0 10000010 001 00000000000000000000
//正数 2 ^ 24 + 2 ^ 20 + 2 ^ 30 == 1,091,567,616
printf("n的值为：%d\\n", n);// n的值为：1091567616
printf("pfloat的值：%f\\n", *pfloat);//pfloat的值：9.000000
return 0;
}
浮点型与 整形 互相转换流程
本文结束
以上是关于data_structural（数据结构）- 重置版的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章