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1. 数据类型详细介绍
2. 整形在内存中的存储：原码、反码、补码
3. 大小端字节序介绍及判断
4. 浮点型在内存中的存储解析

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一. 数据类型介绍

基本的内置类型：

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

C语言无字符串类型

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。

1. 类型的基本归类：

整形家族：

（ [ ]内的内容可省略 ）

char

        unsigned char

        signed char == char ? 不一定，取决于编译器，常见编译器下相等

short

        unsigned short [int]

        signed short [int] == short

int

        unsigned int

        signed int

long

        unsigned long [int]

        signed long [int] == long

浮点数家族：

float

double

构造类型：（ 自定义类型 ）

> 数组类型 

> 结构体类型 struct

> 枚举类型 enum

> 联合类型 union

指针类型：

int *pi;

char *pc;

float* pf;

void* pv;

空类型：

void 表示空类型（无类型）

通常应用于函数的返回类型、函数的参数、指针类型。

二. 整形在内存中的存储

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而决定的。

那数据在所开辟内存中到底是如何存储的？

比如：

int a = 20;

int b = -10;

我们知道为 a 分配四个字节的空间。

那如何存储？

下来了解下面的概念：

1. 原码、反码、补码

计算机中的整数有三种表示方法，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

负整数的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。

2. 大小端介绍

什么是大端小端：

大端（存储）模式：

当一个数据的低字节数据存放在内存的高地址中，高字节序的高地址处，保存在内存的低地址中；

小端（存储）模式：

当一个数据的低字节数据保存在内存的低地址中，高字节序的高地址处,，保存在内存的高地址中。

如：

int a = 0x11223344;

低                                    11   22   33   44             44   33   22   11                  高

                                 大端字节序存储             小端字节序存储

为什么有大端和小端：

为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8 bit的char之外，还有16 bit的short型，32 bit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。

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：设计一个小程序来判断当前机器的字节序

三. 浮点型在内存中的存储

（ 原反补码只针对整数而言，浮点数无原反补码 ）

常见的浮点数：

3.14159

1E10 

浮点数家族包括： float、double、long double 类型。

浮点数表示的范围：float.h中定义

【limits.h 和 float.h 可分别查看整型和浮点型可查看表示范围】

1. 一个例子

浮点数存储的例子：

int main()
{
 int n = 9;
 float *pFloat = (float *)&n;
 printf("n的值为：%d\n",n);
 printf("*pFloat的值为：%f\n",*pFloat);
 
 *pFloat = 9.0;
 printf("num的值为：%d\n",n);
 printf("*pFloat的值为：%f\n",*pFloat);
 return 0;
}

运行结果如下：

 

2. 浮点数存储规则

num 和 *pFloat 在内存中明明是同一个数，为什么浮点数和整数的解读结果会差别这么大？

要理解这个结果，一定要搞懂浮点数在计算机内部的表示方法。

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V可以表示成下面的形式：

• (-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。
• M表示有效数字，大于等于1，小于2。
• 2^E表示指数位。

举例来说：

十进制的5.5，写成二进制是 101.1 ，相当于 1.011×2^2 。

那么，按照上面V的格式，可以得出s=0，M=1.011，E=2。

十进制的-5.5，写成二进制是 -101.1 ，相当于 -1.011×2^2 。那么，s=1，M=1.011，E=2。

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。

 对于64位的浮点数，最高的1位是符号位S，接着的11位是指数E，剩下的52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，是节省1位有效数字。

以32位浮点数为例，留给M只有23位， 将第一位的1舍去以后，等于可以保存24位有效数字。

 至于指数E，情况就比较复杂。

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的真实值必须再加上一个中间数，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，所以保存成32位浮点数时，必须保存成10+127=137，即 10001001。

然后，指数E从内存中取出还可以再分成三种情况：

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的计算值减去127（或1023），得到真实值，再将有效数字M前加上第一位的1。

比如：

0.5（1/2）的二进制形式为0.1，由于规定正数部分必须为1，即将小数点右移1位，则为 1.0*2^(-1)，其阶码为-1+127=126，表示为 01111110，而尾数1.0去掉整数部分为0，补齐0到23位00000000000000000000000，则其二进制表示形式为:

0 01111110 00000000000000000000000

E全为0

这时，浮点数的指数E等于1-127（或者1-1023）即为真实值

有效数字M不再加上第一位的1，而是还原为0.xxxxxx的小数。这样做是为了表示±0，以及接近于0的很小的数字。

E全为1

这时，如果有效数字M全为0，表示±无穷大（正负取决于符号位s）；

到此为止，重新回去对例题分析！

标签：存储,进阶,int,浮点数,补码,C语言,有效数字,内存
来源： https://blog.csdn.net/Britney_dark/article/details/121909204