數(shù)據(jù)類型介紹

首先，對于我們C語言中的數(shù)據(jù)類型，大家應該都有一個清晰的認識吧！如果不記得也沒有關系哦~ 在這里來跟著小劉同學回顧一下吧！

關于數(shù)據(jù)類型，我們在前面已經學習過了一些內置數(shù)據(jù)類型，以及它們所占的內存空間的大小，例如：

char         //字符數(shù)據(jù)類型
int          //整型
short        //短整型
long         //長整型
long long    //更長的整型
float        //單精度浮點型
double       //雙精度浮點型

那，在這里，我們需要思考一個問題：在C語言中存在字符串類型嘛？

這個問題的答案需要大家自己去思考喲~（當然，如果不知道的話可以私信小劉同學喲~

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

類型的基本歸納

首先，當然是我們經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 //無符號字符型
    signed char //有符號字符型
short //短整型
     unsigned short[int] //無符號短整型
     signed short[int] //有符號短整型
int //整型
   unsigned int //無符號整型
   signed int //有符號整型
long //長整型
    unsigned long[int] //無符號長整型
    signed long[int] //有符號長整型

當然，整型家族當然是少不了我們的long long int 型的，但是由于更長長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。

浮點數(shù)家族

float
double

構造類型

>數(shù)組類型
>結構體類型 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（無類型）

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

整型在內存中的存儲

首先，我們在之前的文章中談到過，變量的創(chuàng)建是要在內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一起來學習一下數(shù)據(jù)在它所開辟的內存中究竟是如何進行存儲的吧！

我們先來舉一個例子吧：

int a=10;
int b=-10;

我們知道，因為a為int型，所以為a分配了4個字節(jié)的空間，那么，在內存又該如何存儲吶？

要想了解這一點，我們先來明白幾個概念：

原碼，反碼，補碼

在計算機中的整數(shù)存在3種2進制的表示方式：原碼、反碼、補碼。

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

原碼

直接將數(shù)值按照正負數(shù)的形式轉換成二進制的形式就可以得到原碼。

反碼

將原碼的符號位不變，其他位依次求反就可以得到反碼。

補碼

在反碼的基礎上+1就可以得到補碼。

對于整形來說，數(shù)據(jù)存放在內存中其實是以補碼的形式存放的。（相信學過數(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自行百度詢問哦。

在vs里面我們可以看到a和b在內存中的地址，但是，這樣看是不是有點不太對？

按照我們上面所講的內容，列出a和b在內存中存儲的二進制形式再根據(jù)二進制轉為十六進制的規(guī)則，a和b在內存中的存儲應該是下圖所示的形式，那么為什么我們在VS的調試中會出現(xiàn)不一樣的結果吶？

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
//補碼：1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1010 
//ff ff ff fa

這個時候，我們來再了解一個概念——大小端。

大小端

大小端指的是兩種不同的存儲方式。那么下面我們來詳細了解一下什么是大小端：

大端（存儲）模式：是指數(shù)據(jù)的低位數(shù)保存在內存的高地址中，而數(shù)據(jù)的高位，保存在內存的低地址中。

小端（存儲）模式：是指數(shù)據(jù)的低位數(shù)保存在內存的低地址中，而數(shù)據(jù)的高位，保存在內存的高地址中。

當然，大端存儲和小端存儲是根據(jù)編譯器的不同來決定的。

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

這樣子，大家是不是對大端存儲和小端存儲有了一個基本的概念了解吶？

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方式吶？

下面請跟著小劉同學來判斷一下自己所使用的編譯器究竟是哪種存儲方式吧！

我們首先定義一個變量：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
//補碼：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001
//如果是大端存儲，返回的第一個字節(jié)一定為00 ——> 0
//如果是小端存儲，返回的第一個字節(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;
}

浮點數(shù)在內存中的存儲

浮點數(shù)存儲的規(guī)則

首先，我們來舉一個例子

#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)行的結果為：

它這個結果好像和我們想象的結果不太一樣哎。這是為什么吶？在這里就不得不提一下浮點數(shù)在內存中的存儲規(guī)則了。

根據(jù)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(shù)V可以表示成下面的形式：

• (-1)^S * M * 2E
• (-1)S表示符號位，當S=0，V為正數(shù)；當S=1，V為負數(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和不理解？別急，下面小劉同學來為大家講解清楚。

要想理解上面的內容，我們先來舉一個例子吧！

例如:9.5f

小數(shù)點后面的權重是2的-1次方，-2次方這樣子依次類推。

當然，并不是所有的浮點數(shù)都可以表示出來的，有的浮點數(shù)是無法表示出來的，小數(shù)點后面的數(shù)無法精確表示，可能會出現(xiàn)精度缺失。

IEEE 754對有效數(shù)字M和指數(shù)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(shù)部分。 IEEE 754規(guī)定，在計算機內部保存M時，默認這個數(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。

至于指數(shù)E，情況就比較復雜。

首先，E為一個無符號整數(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，科學計數(shù)法中的E是可以出現(xiàn)負數(shù)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(shù)，對于8位的E，這個中間數(shù)是127；對于11位的E，這個中間 數(shù)是1023。比如，2^10的E是10，所以保存成32位浮點數(shù)時，必須保存成10+127=137，即 10001001。

在我們已經知道如何存儲浮點數(shù)后，我們再來學習一下如何將浮點數(shù)從內存中取出。

指數(shù)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(shù)就采用下面的規(guī)則表示，即指數(shù)E的計算值減去127（或1023），得到真實值，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(shù)的指數(shù)E等于1-127（或者1-1023）即為真實值， 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，如果有效數(shù)字M全為0，表示±無窮大（正負取決于符號位s）。

以上及是數(shù)據(jù)存儲的內容。另外，關于數(shù)據(jù)存儲方面的一些補充和講解

到此這篇關于C語言深入探索數(shù)據(jù)類型的存儲 的文章就介紹到這了,更多相關C語言數(shù)據(jù)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！