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C語言數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)專項(xiàng)分析

更新時(shí)間：2022年07月08日 10:06:59 作者：hania_w

使用編程語言進(jìn)行編程時(shí)，需要用到各種變量來存儲(chǔ)各種信息。變量保留的是它所存儲(chǔ)的值的內(nèi)存位置。這意味著，當(dāng)您創(chuàng)建一個(gè)變量時(shí)，就會(huì)在內(nèi)存中保留一些空間。您可能需要存儲(chǔ)各種數(shù)據(jù)類型的信息，操作系統(tǒng)會(huì)根據(jù)變量的數(shù)據(jù)類型，來分配內(nèi)存和決定在保留內(nèi)存中存儲(chǔ)什么

數(shù)據(jù)的類型介紹

類型的基本歸類

在寫數(shù)據(jù)類型的介紹之前，我們首先來簡單介紹下 release版本與debug版本之間的在內(nèi)存上的區(qū)別：

我們先將下面的一段代碼在VS中運(yùn)行一下，得到的結(jié)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");
	}

將這段代碼在debug版本下得到的結(jié)果是 hehe死循環(huán)，如下圖所示

從這里可以看到，hehe是在死循環(huán)的

將這段代碼在Release版本下得到的結(jié)果是 13個(gè)hehe

根本的原因是這兩個(gè)版本下，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的方式不同

以下是簡圖：

上面這張圖就展示了兩者的區(qū)別，當(dāng)編譯器從低地址處往高地址處走時(shí)，debug環(huán)境下，arr數(shù)組結(jié)束時(shí)如果再繼續(xù)往下運(yùn)行就會(huì)改變 i 的值，使 i的值初始化為0。release環(huán)境下arr數(shù)組結(jié)束時(shí)并不會(huì)改變i的值，因此并不會(huì)陷入死循環(huán)。

接著，回憶一下c語言中的數(shù)據(jù)基本類型：

1、整形家族有

char

注：字符類型的本質(zhì)是ASCII碼值，是整形，因此劃分到整形家族。

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類型，其他類型的數(shù)據(jù)在沒有特定的說明下，默認(rèn)是有符號(hào)類型。char類型取決于編譯器。

2、浮點(diǎn)數(shù)家族

float 精度低，存儲(chǔ)的數(shù)值范圍較小
double 精度高，存儲(chǔ)的數(shù)值范圍更大

3、構(gòu)造類型(自定義類型，我們可以創(chuàng)建出新的類型)

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

4、指針類型

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

5、空類型

1、void 表示空類型（無類型）

2、通常應(yīng)用于函數(shù)的返回類型、函數(shù)的參數(shù)、指針類型

看下面的代碼舉例

void test(void)
{
	//第一個(gè) void 表示函數(shù)沒有返回值
	//第二個(gè) void 表示函數(shù)不需要任何參數(shù)
	printf("hehe\n");
}
int main()
{
	test(1);
	return 0;
}

整形在內(nèi)存中的存儲(chǔ)

源碼、反碼、補(bǔ)碼

計(jì)算機(jī)中的整數(shù)有三種表示方法，即原碼、反碼和補(bǔ)碼
三種表示方法均有符號(hào)位和數(shù)值位兩部分，符號(hào)位都是
用0表示“正”，用1表示“負(fù)”，而數(shù)值位負(fù)整數(shù)的三種
表示方法各不相同。

原碼：直接將二進(jìn)制按照正負(fù)數(shù)的形式翻譯成二進(jìn) 制就可以。

反碼：將原碼的符號(hào)位不變，其他位依次按位取反就可以得到了。

補(bǔ)碼：反碼+1就得到補(bǔ)碼。

正數(shù)的原碼、反碼、補(bǔ)碼都一樣，對(duì)于整形來說：數(shù)據(jù)存放內(nèi)存中其實(shí)存放的是補(bǔ)碼

具體原因我們?cè)诖瞬欢嘧鼋忉尅?/p>

關(guān)于大小端的概念

什么是大小端？其實(shí)就是數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的存儲(chǔ)模式，大端存儲(chǔ)模式和小端存儲(chǔ)模式。

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。

下面我們來看一道題目：判斷當(dāng)前機(jī)器的存儲(chǔ)模式是大端存儲(chǔ)還是小端存儲(chǔ)。

#include <stdio.h>
	int check_sys()
	{
		int i = 1;
		return (*(char*)&i);
		//具體原因看下圖解釋
	}
	int main()
	{
		int ret = check_sys();
		if (ret == 1)
		{
			printf("小端\n");
		}
		else
		{
			printf("大端\n");
		}
		return 0;
	}

浮點(diǎn)型在內(nèi)存中的存儲(chǔ)

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

(-1)^s表示符號(hào)位，當(dāng)s=0，V為正數(shù)；當(dāng)s=1，V為負(fù)數(shù)。

M表示有效數(shù)字，大于等于1，小于2。

2^E表示指數(shù)位。

例如 V=5.0 ：浮點(diǎn)數(shù)存儲(chǔ)為 101.0

如果我們想算出S、M、E，那么小數(shù)點(diǎn)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，并不是所有的浮點(diǎn)數(shù)都可以用這種方式表示的

例如：V=9.6=1001.10…與1001.11之間徘徊，無法精確的表示出來

float —> 4byte —>32bit

double—>8byte—>64bit

雖然double類型比float類型的精確度要大，但是他們依舊有可能無法將小數(shù)的內(nèi)存完整保存。

2、值得注意的是浮點(diǎn)數(shù)在內(nèi)存中使用S、M、E的形式來存儲(chǔ)的

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

3、指數(shù)E是一個(gè)復(fù)雜的數(shù)

首先 E 是一個(gè)無符號(hào)整數(shù)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，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。

如果有錯(cuò)誤，希望大家評(píng)論或者私信指正！

到此這篇關(guān)于C語言數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)專項(xiàng)分析的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C語言數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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！

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