C语言数据的存储专项分析

目录
  • 数据的类型介绍
    • 类型的基本归类
  • 整形在内存中的存储
    • 源码、反码、补码
    • 关于大小端的概念
  • 浮点型在内存中的存储

数据的类型介绍

类型的基本归类

在写数据类型的介绍之前，我们首先来简单介绍下 release版本与debug版本之间的在内存上的区别：

我们先将下面的一段代码在VS中运行一下，得到的结果是截然不同的

	int i = 0;
	int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	for (i = 0; i <= 12; i++)
	{
		arr[i] = 0;
		printf("hehe\n");
	}

将这段代码在debug版本下得到的结果是 hehe死循环，如下图所示

从这里可以看到，hehe是在死循环的

将这段代码在Release版本下得到的结果是 13个hehe

根本的原因是这两个版本下，数据存储的方式不同

以下是简图：

上面这张图就展示了两者的区别，当编译器从低地址处往高地址处走时，debug环境下，arr数组结束时如果再继续往下运行就会改变 i 的值，使 i的值初始化为0。release环境下arr数组结束时并不会改变i的值，因此并不会陷入死循环。

接着，回忆一下c语言中的数据基本类型：

1、整形家族有

char

注：字符类型的本质是ASCII码值，是整形，因此划分到整形家族。

unsigned char
signed char

short

unsigned short [int]
signed short [int]

int

unsigned int
signed int

long

unsigned long [int]
signed long [int]

除了char类型，其他类型的数据在没有特定的说明下，默认是有符号类型。char类型取决于编译器。

2、浮点数家族

float    精度低，存储的数值范围较小
double  精度高，存储的数值范围更大

3、构造类型(自定义类型，我们可以创建出新的类型)

数组类型
结构体类型  struct
枚举类型  enum
联合类型  union

4、指针类型

int  *pi
 char  *pc
 float*  pf
 void*  pv

5、空类型

1、void 表示空类型（无类型）

2、通常应用于函数的返回类型、函数的参数、指针类型

看下面的代码举例

void test(void)
{
	//第一个 void 表示函数没有返回值
	//第二个 void 表示函数不需要任何参数
	printf("hehe\n");
}
int main()
{
	test(1);
	return 0;
}

整形在内存中的存储

源码、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。

正数的原码、反码、补码都一样，对于整形来说：数据存放内存中其实存放的是补码

具体原因我们在此不多做解释。

关于大小端的概念

什么是大小端？其实就是数据在内存中的存储模式，大端存储模式和小端存储模式。

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。

下面我们来看一道题目：判断当前机器的存储模式是大端存储还是小端存储。

#include <stdio.h>
	int check_sys()
	{
		int i = 1;
		return (*(char*)&i);
		//具体原因看下图解释
	}
	int main()
	{
		int ret = check_sys();
		if (ret == 1)
		{
			printf("小端\n");
		}
		else
		{
			printf("大端\n");
		}
		return 0;
	}

浮点型在内存中的存储

(-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。

例如 V=5.0 ：浮点数存储为 101.0

如果我们想算出S、M、E，那么小数点前面就只能有一位

例： V=9.5=1001.1=1.0011*2^3

因此 S=0,M=1.0011，E=3

但是，凡是都有例外，因此，并不是所有的浮点数都可以用这种方式表示的

例如：V=9.6=1001.10…与1001.11之间徘徊，无法精确的表示出来

float —> 4byte —>32bit

double—>8byte—>64bit

虽然double类型比float类型的精确度要大，但是他们依旧有可能无法将小数的内存完整保存。

2、值得注意的是浮点数在内存中使用S、M、E的形式来存储的

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

3、指数E是一个复杂的数

首先 E 是一个无符号整数这意味着， 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，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。

如果有错误，希望大家评论或者私信指正！

到此这篇关于C语言数据的存储专项分析的文章就介绍到这了,更多相关C语言数据存储内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！

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