（壹）大端小端藏端倪

1.1? 什么是大端小端

大端（存儲(chǔ)）模式，是指數(shù)據(jù)的低位保存在內(nèi)存的高地址中，而數(shù)據(jù)的高位，保存在內(nèi)存的低地址中；

小端（存儲(chǔ)）模式，是指數(shù)據(jù)的低位保存在內(nèi)存的低地址中，而數(shù)據(jù)的高位,，保存在內(nèi)存的高地址中。

1.2? 大端小端模式

1)大端模式：

低地址 -----------------> 高地址

0x0A ?| ?0x0B? | ?0x0C? | ?0x0D

2)小端模式：

低地址 ------------------> 高地址

0x0D? | ?0x0C? | ?0x0B? | ?0x0A

1.3? 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(duì)應(yīng)著一個(gè)字節(jié)，一個(gè)字節(jié)為8bit。

但是在C語(yǔ)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(duì)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(duì)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。

1.4? 如何判斷機(jī)器的字節(jié)序

一般都是通過 union 來測(cè)試的，下面這段代碼可以用來測(cè)試一下你的編譯器是大端模式還是小端模式：

?union 型數(shù)據(jù)所占的空間等于其最大的成員所占的空間。

對(duì) union 型的成員的存取都是相對(duì)于該聯(lián)合體基地址的偏移量為 0 處開始，也就是聯(lián)合體的訪問不論對(duì)哪個(gè)變量的存取都是從 union 的首地址位置開始。

聯(lián)合是一個(gè)在同一個(gè)存儲(chǔ)空間里存儲(chǔ)不同類型數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型。這些存儲(chǔ)區(qū)的地址都是一樣的，聯(lián)合里不同存儲(chǔ)區(qū)的內(nèi)存是重疊的，修改了任何一個(gè)其他的會(huì)受影響。那么通過強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換，判斷其實(shí)存儲(chǔ)位置，也可以測(cè)試大小端了：

（二）?浮點(diǎn)型在內(nèi)存中的存儲(chǔ)

常見的浮點(diǎn)數(shù)：

3.14159 1E10

浮點(diǎn)數(shù)家族包括：float、double、long double類型。

浮點(diǎn)數(shù)表示的范圍：float.h中定義

浮點(diǎn)數(shù)存儲(chǔ)的例子：

?輸出的結(jié)果是什么呢？

num和*pFloat在內(nèi)存中明明是同一個(gè)數(shù)，為什么浮點(diǎn)數(shù)和整數(shù)的解讀結(jié)果會(huì)差別這么大？

要理解這個(gè)結(jié)果，一定要搞懂浮點(diǎn)數(shù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)部的表示方法。

2.1? 浮點(diǎn)數(shù)在內(nèi)存中的儲(chǔ)存

根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEEE（電氣和電子工程協(xié)會(huì)） 754，任意一個(gè)二進(jìn)制浮點(diǎn)數(shù)V可以表示成下面的形式：

舉例來說：

十進(jìn)制的 5.0 ，寫成二進(jìn)制是101.0，相當(dāng)于 1.01×2^2 。 那么，按照上面V的格式，可以得出 s=0，M=1.01，E=2。?

十進(jìn)制的 -?5.0，寫成二進(jìn)制是 -101.0，相當(dāng)于 -1.01×2^2。那么，s=1，M=1.01，E=2。?

IEEE 754規(guī)定：

對(duì)于32位的浮點(diǎn)數(shù)，最高的1位是符號(hào)位s，接著的8位是指數(shù)E，剩下的23位為有效數(shù)字M。?

對(duì)于64位的浮點(diǎn)數(shù)，最高的1位是符號(hào)位S，接著的11位是指數(shù)E，剩下的52位為有效數(shù)字M。?

IEEE 754對(duì)有效數(shù)字M和指數(shù)E，還有一些特別規(guī)定。

前面說過，1≤M<2，也就是說，M可以寫成1.xxxxxx的形式，其中xxxxxx表示小數(shù)部分。

IEEE 754規(guī)定，在計(jì)算機(jī)內(nèi)部保存M時(shí)，默認(rèn)這個(gè)數(shù)的第一位總是1，因此可以被舍去，只保存后面的xxxxxx部分。

比如保存1.01的時(shí)候，只保存01，等到讀取的時(shí)候，再把第一位的1加上去。這樣做的目的，是節(jié)省1位有效數(shù)字。以32位浮點(diǎn)數(shù)為例，留給M只有23位，將第一位的1舍去以后，等于可以保存24位有效數(shù)字。?

至于指數(shù)E，情況就比較復(fù)雜。

首先，E 為一個(gè)無符號(hào)整數(shù)（unsigned int） 這意味著，如果E為8位，它的取值范圍為0~255；如果E為11位，它的取值范圍為0~2047。

但是，我們知道，科學(xué)計(jì)數(shù)法中的?E是可以出現(xiàn)負(fù)數(shù)?的，所以IEEE 754規(guī)定，存入內(nèi)存時(shí)E的真實(shí)值必須再加上一個(gè)中間數(shù)，對(duì)于8位的E，這個(gè)中間數(shù)是127；對(duì)于11位的E，這個(gè)中間數(shù)是1023。比如，2^10的E是10，所以保存成32位浮點(diǎn)數(shù)時(shí)，必須保存成10+127=137，即10001001。

然后，指數(shù)E從內(nèi)存中取出還可以再分成三種情況：

①E不全為0或不全為1

?②E全為0

?③E全為1

2.2? 題目解釋

下面，讓我們回到一開始的問題：為什么0x00000009還原成浮點(diǎn)數(shù)，就成了0.000000？

首先，將0x00000009拆分，得到第一位符號(hào)位s=0，后面8位的指數(shù)E=00000000，最后23位的有效數(shù)字M=000 0000 0000 0000 00001001。

由于指數(shù)E全為0，所以符合上一節(jié)的第二種情況。因此，浮點(diǎn)數(shù)V就寫成：

V=(-1)^0 ×0.00000000000000000001001×2^(-126)=1.001×2^(-146)

顯然，V是一個(gè)很小的接近于0的正數(shù)，所以用十進(jìn)制小數(shù)表示就是0.000000。?

再看例題的第二部分。 請(qǐng)問浮點(diǎn)數(shù)9.0，如何用二進(jìn)制表示？還原成十進(jìn)制又是多少？ 首先，浮點(diǎn)數(shù)9.0等于二進(jìn)制的1001.0，即1.001×2^3。

那么，第一位的符號(hào)位s=0，有效數(shù)字M等于001后面再加20個(gè)0，湊滿23位，指數(shù)E等于3+127=130，即10000010。 所以，寫成二進(jìn)制形式，應(yīng)該是s+E+M，即

這個(gè)32位的二進(jìn)制數(shù)，還原成十進(jìn)制，正是1091567616。?

到此這篇關(guān)于C語(yǔ)言修煉之路數(shù)據(jù)類型悟正法 解析存儲(chǔ)定風(fēng)魔下篇的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C語(yǔ)言 數(shù)據(jù)類型內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！