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深度刨析数据在内存中的存储

作者:互联网

前言

hello大家好,我是离秃头又进了一步的那个菜鸟,此次我将深入浅出的给大家讲一下数据在内存中的存储

重点

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

一、数据类型详细介绍

类型的基本归类

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

二、整形再内存中的存储

大家都知道变量的创建是要在内存中开辟空间的。而空间的大小是由不同的类型来决定的

下面我们就来看看数据在开辟的内存中到底是怎样存储的?

引入一下概念:

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”

负整数的三种码互不相同

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

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(记得二进制加一记得进位)

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。

下面分别位负数和正数的在内存中的截屏 

我们可以看到对于a和b分别存储的是补码。但是我们发现顺序有点不对劲。
这是又为什么?

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。

用一个程序进行大小端的判断:

解释:int i 的补码是00 00 00 01,然后使用(char*)&i(对他的地址强制转化位char*),再解引用,使得的地址只会取其前一个字节,如果是大端存储就返回00 如果是小端存储就返回01;

练习题

 大家知道为什么会死循环吗?

unsigned char的值始终介于0-255之间

标签:小端,存储,刨析,补码,地址,内存,原码
来源: https://blog.csdn.net/qq_52592775/article/details/123164708