數(shù)據(jù)類型

1.基本內(nèi)置類型：byte,int ,char, float, double

2.構(gòu)造數(shù)據(jù)類型：

數(shù)組類型；
結(jié)構(gòu)體類型：struct
共用體（聯(lián)合類型）：union
枚舉類型：enum

3.指針類型 ：int* p,char* p,float* p,void* p

4.空類型 ： void(無類型)，通常用于函數(shù)的返回類型，函數(shù)參數(shù)與指針類型。

構(gòu)造類型又叫自定義類型，在各自參數(shù)或者元素類型發(fā)生變化就會讓他徹頭徹尾的改變；而基本數(shù)據(jù)類型的特點就是不可以再分解為其他類型，基本類型就是自我說明，關(guān)于他們的作用就不一一贅述了。

內(nèi)存窗口

那首先要在調(diào)試欄打開內(nèi)存窗口，并搞清楚怎么觀察內(nèi)存，這是必要的工具

1.地址欄

2.內(nèi)容

這些密密麻麻的就是內(nèi)存中的數(shù)據(jù)，看到這里你可能就會疑惑，不是說內(nèi)存里存的都是二進(jìn)制數(shù)嗎，這些是什么鬼？是的，沒有錯，但是內(nèi)存窗口展示內(nèi)容有限，在有限的范圍內(nèi)，他只能選擇以 16 進(jìn)制的形式展示出來，僅僅是展示而已。

3.文本

這個更是人不人鬼不鬼的其實是他根據(jù)內(nèi)存的數(shù)據(jù)簡單的以文本的格式輸出其可能的內(nèi)容，無價值簡直就是意義不明。

整型的存儲

不論我們在寫代碼時創(chuàng)建了個什么東西，他不會居于虛空，存在載體就會占用內(nèi)存，而空間的大小是根據(jù)我們創(chuàng)建的數(shù)據(jù)的類型而決定的，我們要回到問題最本質(zhì)的源頭，在開辟的內(nèi)存中到底如何去存儲數(shù)據(jù)？我們不廢話直接創(chuàng)建倆個變量看看便知

int main()
{
int a = 5;
int b = -5;
return 0;
}

內(nèi)存窗口打開我們可以取地址查找 a，b 的數(shù)據(jù)存儲情況：

這里是不是感覺很奇怪，二者為何差異這么大？要搞清楚我們就要繼續(xù)深入研究。

原碼，反碼，補(bǔ)碼

說整數(shù)的二進(jìn)制有三種表示方法：原碼，反碼，補(bǔ)碼。

整數(shù)分為正數(shù)和負(fù)數(shù)，正負(fù)數(shù)的區(qū)別就在于他們二進(jìn)制32位數(shù)的最高位的 0和1代表著符號位，0為正，1為負(fù)，其余才是有效位。

正數(shù)的原反補(bǔ)三碼合一，和他本身是一樣的。但是負(fù)數(shù)就花哨了，負(fù)數(shù)原碼是按照一個數(shù)的正，負(fù)直接寫出來的二進(jìn)制就是原碼。反碼在原碼基礎(chǔ)上，除開符號位進(jìn)行取反得到。這里強(qiáng)調(diào)一下，之前講過一個操作符：~（按位取反操作符），區(qū)別一下他倆，按位取反操作符是針對二進(jìn)制數(shù)每一位全部都取反，包括符號位。補(bǔ)碼則是反碼的基礎(chǔ)上+1得到，比如 -7 這個數(shù)的原反補(bǔ)分別為：

10000000 00000000 00000000 00000111 （原）
111111111 111111111 111111111 111111000（反）
111111111 111111111 111111111 111111001（補(bǔ)）

b 的 -5 就是 00000000 00000000 00000000 00000101以補(bǔ)碼 11111111 11111111 11111111 11111011 每四個字節(jié)為一位化成16 進(jìn)制就是 0xfffffff3。

補(bǔ)碼的意義

既然內(nèi)存中中存儲的是二進(jìn)制的補(bǔ)碼，我們現(xiàn)在不談現(xiàn)象談本質(zhì)，為什么偏偏要是補(bǔ)碼呢？
我們要明白一件事就是計算機(jī)算減法是相對不容易的，因為CPU里面沒有減法器，只有加法器，要算 1-1 時只能算作 1+（-1）。計算機(jī)用二進(jìn)制去計算時，我們會發(fā)現(xiàn)，當(dāng)用原碼或者反碼去計算根本行不通，只有補(bǔ)碼才可以實現(xiàn)。

由此看來，補(bǔ)碼的地位是絕對的老大哥，在計算機(jī)系統(tǒng)中，數(shù)值一律用補(bǔ)碼來存儲，主要原因是：

1.統(tǒng)一了零的編碼

2.將符號位和其它位統(tǒng)一處理

3.將減法運算轉(zhuǎn)變?yōu)榧臃ㄟ\算

4.兩個用補(bǔ)碼表示的數(shù)相加時，如果最高位(符號位)有進(jìn)位，則進(jìn)位被舍棄

由這里看，加法和減法可以統(tǒng)一起來處理，此外補(bǔ)碼和原碼相互轉(zhuǎn)換時，其運算過程是相同的，不需要額外的硬件電路。

大小端模式

之前的博客專門講了大小端存儲模式專題，其實大小端的檢驗也可以用今天的知識來解決：

# include<stdio.h>
int check_s()
{
	int i = 1;
	return (*(char*)&i);
}
int main()
{
	int ret = 0;
	ret = check_s();
	if (ret == 1)
	{
		printf("小端\n");
	}
	else
	{
		printf("大端\n");
	}
	return 0;

其結(jié)果：

不同數(shù)據(jù)類型存儲

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;
}

上面這個代碼乍一看就是三個-1，仔細(xì)看就會發(fā)現(xiàn)char類型后面陰差陽錯跟個 -1，-1是整數(shù)啊，這時是不是感覺有一絲凌亂？-1的原碼為1000（30個0）1，取反+1得到補(bǔ)碼111……111（32個1），而 char 只能放 8 個比特位，就意味著會發(fā)生截斷，，a = 11111111，而我們在vs環(huán)境里面 signed char和char是一樣的，我們不妨看看運行結(jié)果如何：

為什么c會是 255呢？首先要明白為什么b 會是 -1，我們 signed char b在截斷后，如果要 以%d形式進(jìn)行打印，就會發(fā)生整型提升，有符號數(shù)的最高位會被認(rèn)為是符號位，而整型提升時會以整型的原符號位進(jìn)行提升，因為是負(fù)數(shù)就會全部補(bǔ)成1，再按照補(bǔ)碼轉(zhuǎn)原碼倒回去會發(fā)現(xiàn)結(jié)果就是 char a= -1。

同理，c 是無符號數(shù)，但也會發(fā)生整型提升，無符號數(shù)提升通通補(bǔ) 0 ，按照%d 打印時，內(nèi)存就會認(rèn)為這是一個有符號數(shù)，最高位又會被默認(rèn)為符號位，最后轉(zhuǎn)換成原碼，就會得到 255。

接著上面的思路再來看看這個代碼：

# include<stdio.h>
# include<windows.h>
int main()
{
unsigned int a ;
for(a=9;i>=0;i--)
{
printf("%u ",i);
Sleep(1000);
return 0;
}
}

這個代碼也是一個眼見不為實的代碼，表面上是打印9個數(shù)，實則實在無限的死循環(huán)，你發(fā)現(xiàn)了嗎？聰明的你如果看到 判斷條件 i>=0 這個條件，就可能發(fā)現(xiàn)端倪，十有八九會死循環(huán)，因為不管什么情況都會恒成立。我們來看看運行效果：

當(dāng)我0進(jìn)入后很自然的變成了-1，而-1會放到無符號整型，補(bǔ)碼是32位全1，而作為無符號整型，最高位不再是符號位，所有位都是有效位，轉(zhuǎn)化為原碼是一個巨大的數(shù)字，由于滿足循環(huán)判斷條件于是開始?xì)g樂死循環(huán)。我們可以根據(jù)這些實例總結(jié)出相應(yīng)的經(jīng)驗。

浮點數(shù)存儲機(jī)制

浮點數(shù)相對于整型，他的存儲機(jī)制會更復(fù)雜。
浮點數(shù)包括float和double，甚至long double，浮點數(shù)的表示范圍在 float.h中定義。

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

對上面這個代碼，我一開始的覺得打印的是：9，9, 9.0, 9.0，后來發(fā)現(xiàn)是我格局小了。

如上結(jié)果我們就能明顯看出浮點數(shù)和整型存儲是不一樣的。

國際標(biāo)準(zhǔn)IEEE（電氣和電子工程協(xié)會）754標(biāo)準(zhǔn)，任意一個二進(jìn)制浮點數(shù)V都可以表示成下面的形式：

V=(-1)^S * M * 2^E

1. (-1)^s 表示符號位，s為0表示正，s為1表示負(fù)

2. M 表示有效數(shù)字，大于等于1，小于2

3. 2^E 表示指數(shù)位

對于32位浮點數(shù)，最高符號位s，接著 8位是指數(shù)E，剩下23位為有效數(shù)字M；而64位浮點數(shù)，11位是指數(shù) E，剩下的 52 位有效數(shù)字M。
這里的M和E還有特殊的規(guī)定

IEEE 754規(guī)定，在計算機(jī)內(nèi)部保存M時，默認(rèn)這個數(shù)的第1位總是1，因此可以被舍去，只保存后面的小數(shù)部分。例如保存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(shù)字。以32位浮點數(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。

我們會把指數(shù)位看作是無符號整數(shù)，取值在0到255，如果是11位的E，取值在0到2047，但是眾所周知，科學(xué)記數(shù)法里面E是可以出現(xiàn)負(fù)數(shù)的，所以還有規(guī)定就是E在存入時會先修飾一波，給真實值加上一個中間值，對于 8位與11位的E，這個中間數(shù)是127和1023,比如 2 的十次方，E就是10，保存成32位浮點數(shù)時，必須變成10+127=137，即10001001。E在全0和全1的情況下代表著接近于0的無窮小和無窮大。

我們回到最開始的問題，9的原反補(bǔ)三碼合一00000000 00000000 00000000 00001001，E為全0時其真實值是-126，除去S與E，小數(shù)部分M為0000……01001，而%f只能打印后6位，這就是為什么打印0.000000。接著pFloat為9.0浮點數(shù)進(jìn)入，對應(yīng)的二進(jìn)制為1001.0，科學(xué)記數(shù)法1.0012^3，S=0,E=3,M=1.001，存入后變成 0 10000010 0010000000000000000000,（S E M），為了方便我們換成16進(jìn)制計算出是 0x41100000，我以%f取出就是他自己這沒什么解釋的，困惑的可能是%d的結(jié)果，以%d打印就默認(rèn)為有符號數(shù)，變成補(bǔ)碼轉(zhuǎn)換出來就是 1091567616。

今天就到這里吧，摸了家人們，更多關(guān)于C語言進(jìn)階數(shù)據(jù)的存儲的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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