數(shù)據(jù)類型介紹

首先，對(duì)于我們C語(yǔ)言中的數(shù)據(jù)類型，大家應(yīng)該都有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)吧！如果不記得也沒有關(guān)系哦~ 在這里來(lái)跟著小劉同學(xué)回顧一下吧！

關(guān)于數(shù)據(jù)類型，我們?cè)谇懊嬉呀?jīng)學(xué)習(xí)過(guò)了一些內(nèi)置數(shù)據(jù)類型，以及它們所占的內(nèi)存空間的大小，例如：

char         //字符數(shù)據(jù)類型
int          //整型
short        //短整型
long         //長(zhǎng)整型
long long    //更長(zhǎng)的整型
float        //單精度浮點(diǎn)型
double       //雙精度浮點(diǎn)型

那，在這里，我們需要思考一個(gè)問(wèn)題：在C語(yǔ)言中存在字符串類型嘛？

這個(gè)問(wèn)題的答案需要大家自己去思考喲~（當(dāng)然，如果不知道的話可以私信小劉同學(xué)喲~

類型的意義：1.使用這個(gè)類型開辟的內(nèi)存空間的大小，也就是說(shuō)類型決定了我們可以使用的空間的大小。2.如何看待內(nèi)存空間的視角。

類型的基本歸納

首先，當(dāng)然是我們經(jīng)常使用的整型類型家族啦！

整型家族

char //字符數(shù)據(jù)類型
    unsigned char //無(wú)符號(hào)字符型
    signed char //有符號(hào)字符型
short //短整型
     unsigned short[int] //無(wú)符號(hào)短整型
     signed short[int] //有符號(hào)短整型
int //整型
   unsigned int //無(wú)符號(hào)整型
   signed int //有符號(hào)整型
long //長(zhǎng)整型
    unsigned long[int] //無(wú)符號(hào)長(zhǎng)整型
    signed long[int] //有符號(hào)長(zhǎng)整型

當(dāng)然，整型家族當(dāng)然是少不了我們的long long int 型的，但是由于更長(zhǎng)長(zhǎng)整型的分類與整型家族其他成員的分類是相似的，所以在這里我們不加贅述。

浮點(diǎn)數(shù)家族

float
double

構(gòu)造類型

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

指針類型

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

空類型

void表示空類型（無(wú)類型）

空類型通常應(yīng)用于函數(shù)的返回類型，函數(shù)的參數(shù)，指針類型。

整型在內(nèi)存中的存儲(chǔ)

首先，我們?cè)谥暗奈恼轮姓劦竭^(guò)，變量的創(chuàng)建是要在內(nèi)存中開辟一部分空間的。而開辟的空間的大小是要根據(jù)不同的類型而決定的。那么，下面就跟著小劉同學(xué)一起來(lái)學(xué)習(xí)一下數(shù)據(jù)在它所開辟的內(nèi)存中究竟是如何進(jìn)行存儲(chǔ)的吧！

我們先來(lái)舉一個(gè)例子吧：

int a=10;
int b=-10;

我們知道，因?yàn)閍為int型，所以為a分配了4個(gè)字節(jié)的空間，那么，在內(nèi)存又該如何存儲(chǔ)吶？

要想了解這一點(diǎn)，我們先來(lái)明白幾個(gè)概念：

原碼，反碼，補(bǔ)碼

在計(jì)算機(jī)中的整數(shù)存在3種2進(jìn)制的表示方式：原碼、反碼、補(bǔ)碼。

這三種方法均存在符號(hào)位和數(shù)值位這兩個(gè)部分。符號(hào)位使用0表示'正'，使用1表示'負(fù)'。而數(shù)值位正數(shù)的原碼、反碼、補(bǔ)碼都相同。而負(fù)整數(shù)的三種表示方法都不相同。

原碼

直接將數(shù)值按照正負(fù)數(shù)的形式轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制的形式就可以得到原碼。

反碼

將原碼的符號(hào)位不變，其他位依次求反就可以得到反碼。

補(bǔ)碼

在反碼的基礎(chǔ)上+1就可以得到補(bǔ)碼。

對(duì)于整形來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)存放在內(nèi)存中其實(shí)是以補(bǔ)碼的形式存放的。（相信學(xué)過(guò)數(shù)電的小伙伴一定知道這是為什么。那么其他不知道所以然的小伙伴請(qǐng)自行百度詢問(wèn)哦。

在vs里面我們可以看到a和b在內(nèi)存中的地址，但是，這樣看是不是有點(diǎn)不太對(duì)？

按照我們上面所講的內(nèi)容，列出a和b在內(nèi)存中存儲(chǔ)的二進(jìn)制形式再根據(jù)二進(jìn)制轉(zhuǎn)為十六進(jìn)制的規(guī)則，a和b在內(nèi)存中的存儲(chǔ)應(yīng)該是下圖所示的形式，那么為什么我們?cè)赩S的調(diào)試中會(huì)出現(xiàn)不一樣的結(jié)果吶？

int a=10;
//原碼：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010
//反碼：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010
//補(bǔ)碼：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010
// 00 00 00 0a
int b=-10;
//原碼：1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010
//反碼：1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0101
//補(bǔ)碼：1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1010 
//ff ff ff fa

這個(gè)時(shí)候，我們來(lái)再了解一個(gè)概念——大小端。

大小端

大小端指的是兩種不同的存儲(chǔ)方式。那么下面我們來(lái)詳細(xì)了解一下什么是大小端：

大端（存儲(chǔ)）模式：是指數(shù)據(jù)的低位數(shù)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)的低位數(shù)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。

當(dāng)然，大端存儲(chǔ)和小端存儲(chǔ)是根據(jù)編譯器的不同來(lái)決定的。

這樣子只看概念大家是否感到十分疑惑吶？下面，小劉同學(xué)給大家畫圖模擬一下大端存儲(chǔ)和小端存儲(chǔ)的基本情況吧！

這樣子，大家是不是對(duì)大端存儲(chǔ)和小端存儲(chǔ)有了一個(gè)基本的概念了解吶？

那么，大家現(xiàn)在是不是非常好奇自己目前使用的編譯器究竟使用了那種存儲(chǔ)方式吶？

下面請(qǐng)跟著小劉同學(xué)來(lái)判斷一下自己所使用的編譯器究竟是哪種存儲(chǔ)方式吧！

我們首先定義一個(gè)變量：int a=1;

int a=1;
//原碼：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001
//反碼：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001
//補(bǔ)碼：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001
//如果是大端存儲(chǔ)，返回的第一個(gè)字節(jié)一定為00 ——> 0
//如果是小端存儲(chǔ)，返回的第一個(gè)字節(jié)一定為01 ——> 1

完整代碼如下：

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

浮點(diǎn)數(shù)在內(nèi)存中的存儲(chǔ)

浮點(diǎn)數(shù)存儲(chǔ)的規(guī)則

首先，我們來(lái)舉一個(gè)例子

#include<stdio.h>
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;
}

以上代碼執(zhí)行的結(jié)果為：

它這個(gè)結(jié)果好像和我們想象的結(jié)果不太一樣哎。這是為什么吶？在這里就不得不提一下浮點(diǎn)數(shù)在內(nèi)存中的存儲(chǔ)規(guī)則了。

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：

• (-1)^S * M * 2E
• (-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。

看到這里，大家是不是有很多的疑問(wèn)和不理解？別急，下面小劉同學(xué)來(lái)為大家講解清楚。

要想理解上面的內(nèi)容，我們先來(lái)舉一個(gè)例子吧！

例如:9.5f

小數(shù)點(diǎn)后面的權(quán)重是2的-1次方，-2次方這樣子依次類推。

當(dāng)然，并不是所有的浮點(diǎn)數(shù)都可以表示出來(lái)的，有的浮點(diǎn)數(shù)是無(wú)法表示出來(lái)的，小數(shù)點(diǎn)后面的數(shù)無(wú)法精確表示，可能會(huì)出現(xiàn)精度缺失。

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(shuō)過(guò)， 1≤M<2 ，也就是說(shuō)，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(wú)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。

在我們已經(jīng)知道如何存儲(chǔ)浮點(diǎn)數(shù)后，我們?cè)賮?lái)學(xué)習(xí)一下如何將浮點(diǎn)數(shù)從內(nèi)存中取出。

指數(shù)E從內(nèi)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(shí)，浮點(diǎn)數(shù)就采用下面的規(guī)則表示，即指數(shù)E的計(jì)算值減去127（或1023），得到真實(shí)值，再將有效數(shù)字M前加上第一位的1。 比如： 0.5（1/2）的二進(jìn)制形式為0.1，由于規(guī)定正數(shù)部分必須為1，即將小數(shù)點(diǎn)右移1位，則為 1.0*2^(-1)，其階碼為-1+127=126，表示為01111110，而尾數(shù)1.0去掉整數(shù)部分為0，補(bǔ)齊0到23位00000000000000000000000，則其二進(jìn)制表示形式為:

//0 01111110 00000000000000000000000

E全為0

這時(shí)，浮點(diǎn)數(shù)的指數(shù)E等于1-127（或者1-1023）即為真實(shí)值， 有效數(shù)字M不再加上第一位的1，而是還原為0.xxxxxx的小數(shù)。這樣做是為了表示±0，以及接近于0的很小的數(shù)字。

E全為1

這時(shí)，如果有效數(shù)字M全為0，表示±無(wú)窮大（正負(fù)取決于符號(hào)位s）。

以上及是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的內(nèi)容。另外，關(guān)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方面的一些補(bǔ)充和講解

到此這篇關(guān)于C語(yǔ)言深入探索數(shù)據(jù)類型的存儲(chǔ) 的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C語(yǔ)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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