類型的基本歸類

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]

補充：

char 是 signed char 還是 unsigned char ，C語言標準并沒有規(guī)定，取決于編譯器。

int 是s igne int ， short 是 signed short 。

浮點數家族：

float
double

構造類型：

> 數組類型
> 結構體類型 struct
> 枚舉類型 enum
> 聯(lián)合類型 union

空類型：

void 表示空類型（無類型）,通常應用于函數的返回類型、函數的參數、指針類型。

整形在內存中的存儲

一個變量的創(chuàng)建是要在內存中開辟空間的?？臻g的大小是根據不同的類型而決定的。

int a = 20;
int b = -10;

該段代碼為 a 分配四個字節(jié)的空間。那如何存儲？

原碼、反碼、補碼

計算機中的整數有三種2進制表示方法，即原碼、反碼和補碼。三種表示方法均有符號位和數值位兩部分，符號位都是用0表示“正”，用1表示“負”，而數值位正數的原、反、補碼都相同。

負整數的三種表示方法各不相同。

原碼：直接將數值按照正負數的形式翻譯成二進制就可以得到原碼。

反碼：將原碼的符號位不變，其他位依次按位取反就可以得到反碼。

補碼：反碼+1就得到補碼。

對于整形來說：數據存放內存中其實存放的是補碼。

在計算機系統(tǒng)中，數值一律用補碼來表示和存儲。原因在于，使用補碼，可以將符號位和數值域統(tǒng)一處理；同時，加法和減法也可以統(tǒng)一處理（CPU只有加法器）此外，補碼與原碼相互轉換，其運算過程是相同的，不需要額外的硬件電路。

在內存中的存儲：

可以看到對于a和b分別存儲的是補碼。但是我們發(fā)現順序有點不對勁。這是又為什么？

大小端介紹

什么大端小端：大端（存儲）模式，是指數據的低位保存在內存的高地址中，而數據的高位，保存在內存的低地址中；小端（存儲）模式，是指數據的低位保存在內存的低地址中，而數據的高位,，保存在內存的高地址中。

為什么有大端和小端：

為什么會有大小端模式之分呢？這是因為在計算機系統(tǒng)中，我們是以字節(jié)為單位的，每個地址單元都對應著一個字節(jié)，一個字節(jié)為8 bit。但是在C語言中除了8 bit的char之外，還有16 bit的short型，32 bit的long型（要看具體的編譯器），另外，對于位數大于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字節(jié)，那么必然存在著一個如何將多個字節(jié)安排的問題。因此就導致了大端存儲模式和小端存儲模式。例如：一個 16bit 的 short 型 x ，在內存中的地址為 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 結構是小端模式，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。

百度2015年系統(tǒng)工程師筆試題：

請簡述大端字節(jié)序和小端字節(jié)序的概念，設計一個小程序來判斷當前機器的字節(jié)序。

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

練習

下面程序輸出什么？(答案在后面)

1.
#include <stdio.h>
int main()
{
  char a= -1;
  signed char b=-1;
  unsigned char c=-1;
  printf("a=%d,b=%d,c=%d",a,b,c);
  return 0;
}

2.
#include <stdio.h>
int main()
{
  char a = -128;
  printf("%u\n",a);
  return 0;
}

3.
#include <stdio.h>
int main()
{
  char a = 128;
  printf("%u\n",a);
  return 0;
}

4.
int i= -20;
unsigned  int  j = 10;
printf("%d\n", i+j);
//按照補碼的形式進行運算，最后格式化成為有符號整數

5.
unsigned int i;
for(i = 9; i >= 0; i--)
{
  printf("%u\n",i);
}

6.
int main()
{
  char a[1000];
  int i;
  for(i=0; i<1000; i++)
 {
    a[i] = -1-i;
 }
  printf("%d",strlen(a));
  return 0;
}

7.
#include <stdio.h>
unsigned char i = 0;
int main()
{
  for(i = 0;i<=255;i++)
 {
    printf("hello world\n");
 }
  return 0;
}

浮點型在內存中的存儲

常見的浮點數： 3.14159 , 1E10 浮點數家族包括： float、double、long double 類型。浮點數表示的范圍： float.h 中定義

浮點數存儲的例子

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

輸出的結果:

浮點數存儲規(guī)則

num 和 *pFloat 在內存中明明是同一個數，為什么浮點數和整數的解讀結果會差別這么大？要理解這個結果，一定要搞懂浮點數在計算機內部的表示方法。詳細解讀：

根據國際標準IEEE（電氣和電子工程協(xié)會） 754，任意一個二進制浮點數V可以表示成下面的形式：(-1)^S * M * 2^E(-1)^S表示符號位，當S=0，V為正數；當S=1，V為負數。M表示有效數字，大于等于1，小于2。2^E表示指數位。

舉例來說：十進制的5.0，寫成二進制是 101.0 ，相當于 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。十進制的-5.0，寫成二進制是 -101.0 ，相當于 -1.01×2^2 。那么，S=1，M=1.01，E=2。IEEE 754規(guī)定：對于32位的浮點數，最高的1位是符號位S，接著的8位是指數E，剩下的23位為有效數字M。

對于64位的浮點數，最高的1位是符號位S，接著的11位是指數E，剩下的52位為有效數字M。

IEEE 754對有效數字M和指數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表示小數部分。IEEE 754規(guī)定，在計算機內部保存M時，默認這個數的第一位總是1，因此可以被舍去，只保存后面的xxxxxx部分。比如保存1.01的時候，只保存01，等到讀取的時候，再把第一位的1加上去。這樣做的目的，是節(jié)省1位有效數字。以32位浮點數為例，留給M只有23位，將第一位的1舍去以后，等于可以保存24位有效數字。

至于指數E，情況就比較復雜。首先，E為一個無符號整數（unsigned int）這意味著，如果E為8位，它的取值范圍為0255；如果E為11位，它的取值范圍為02047。但是，我們知道，科學計數法中的E是可以出現負數的，所以IEEE 754規(guī)定，存入內存時E的真實值必須再加上一個中間數，對于8位的E，這個中間數是127；對于11位的E，這個中間數是1023。比如，2^10的E是10，所以保存成32位浮點數時，必須保存成10+127=137，即10001001。

然后，指數E從內存中取出還可以再分成三種情況：E不全為0或不全為1這時，浮點數就采用下面的規(guī)則表示，即指數E的計算值減去127（或1023），得到真實值，再將有效數字M前加上第一位的1。比如：0.5（1/2）的二進制形式為0.1，由于規(guī)定正數部分必須為1，即將小數點右移1位，則為1.0*2^(-1)，其階碼為-1+127=126，表示為01111110，而尾數1.0去掉整數部分為0，補齊0到23位00000000000000000000000，則其二進制表示形式為:

0 01111110 00000000000000000000000

E全為0這時，浮點數的指數E等于1-127（或者1-1023）即為真實值，有效數字M不再加上第一位的1，而是還原為0.xxxxxx的小數。這樣做是為了表示±0，以及接近于0的很小的數字。E全為1這時，如果有效數字M全為0，表示±無窮大（正負取決于符號位s）；好了，關于浮點數的表示規(guī)則，就說到這里。

解釋前面的題目：下面，讓我們回到一開始的問題：為什么 0x00000009 還原成浮點數，就成了 0.000000 ？首先，將 0x00000009 拆分，得到第一位符號位s=0，后面8位的指數 E=00000000 ，最后23位的有效數字M=000 0000 0000 0000 0000 1001。

9 -> 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1001

由于指數E全為0，所以符合上一節(jié)的第二種情況。因此，浮點數V就寫成：　　 V=(-1)^0 × 0.00000000000000000001001×2^(-126)=1.001×2^(-146) 顯然，V是一個很小的接近于0的正數，所以用十進制小數表示就是0.000000。再看例題的第二部分。請問浮點數9.0，如何用二進制表示？還原成十進制又是多少？首先，浮點數9.0等于二進制的1001.0，即1.001×2^3。

那么，第一位的符號位s=0，有效數字M等于001后面再加20個0，湊滿23位，指數E等于3+127=130，即10000010。所以，寫成二進制形式，應該是s+E+M，即

0 10000010 001 0000 0000 0000 0000 0000

這個32位的二進制數，還原成十進制，正是 1091567616 。

到此這篇關于C語言中數據的存儲詳解的文章就介紹到這了,更多相關C語言數據的存儲內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！