数据类型在内存中的存储

（一）类型的基本归类

（1）整形家族 char、int、short、long、long long、unsigned int等
（2）浮点型家族
（3）构造类型：数组、结构体、枚举、联合
（4）指针类型
（5）空类型：void 表示空类型(无类型)，通常应用于函数的返回类型、函数的参数(不需要参数)、指针类型
整形的存储：
一个变量的创建是要在内存中开辟空间的，空间的大小根据不同的类型来决定
整形家族：存储是使用二进制（原码，反码，补码）
内存中存储的是补码，原因：使用补码，可以将符号位和数值域统一处理，同时加法和减法也可以同时处理（CPU中只有加法器），此外，补码与原码相互转换，其运算过程是相通的，不需要额外的通行电路。

#include<stdio.h>
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;
}

这里会输出什么呢？
a=-1,b=-1,c=255
原因是：
在计算机中以补码存储
a,b都是有符号字符类型，在计算机中的补码为”11111111“，
当以”%d“的形式输出时，因为之前的字符类型有符号，所以转换成整形之后，仍然有符号，即”11111111111111111111111111111111“
再将其转换成原码，等于”-1“
而c是无符号字符类型，在计算机中的补码也为”11111111“，
当以”%d“的形式输出时，因为之前的字符类型无符号，所以转换成整形之后，仍然无符号，即”00000000000000000000000011111111“
再将其转换成原码，等于”255“

（二）浮点数在内存中的存储：

对于浮点类型的数据采用单精度类型(float)和双精度类型(double)来存储，float数据占用 32bit,double数据占用 64bit.其实不论是float类型还是double类型，在计算机内存中的存储方式都是遵从IEEE的规范的，float 遵从的是IEEE R32.24 ,而double 遵从的是R64.53。

无论是单精度还是双精度，在内存存储中都分为3个部分：

符号位(Sign)：0代表正，1代表为负；
指数位(Exponent)：用于存储科学计数法中的指数数据，并且采用移位存储；
尾数部分(Mantissa)：尾数部分
其中float的存储方式如下图所示：

而双精度的存储方式为:

R32.24和R64.53的存储方式都是用科学计数法来存储数据的

用二进制的科学计数法第一位都是1嘛，干嘛还要表示呀？可以将小数点前面的1省略，所以23bit的尾数部分，可以表示的精度却变成了 24bit，道理就是在这里。

那24bit能精确到小数点后几位呢，我们知道9的二进制表示为1001，所以4bit能精确十进制中的1位小数点，24bit就能使float能精确到小数点后6位，而对于指数部分，因为指数可正可负，8位的指数位能表示的指数范围就应该为:-127-128了，所以指数部分的存储采用移位存储，存储的数据为元数据+127。

下面就看看8.25和120.5在内存中真正的存储方式：

首先看下8.25，用二进制的科学计数法表示为
:1.0001*2^3 按照上面的存储方式，符号位为0，表示为正；指数位为3+127=130，位数部分为 1.00001，故8.25的存储方式如下： 0xbffff380: 01000001000001000000000000000000

分解如下：0–10000010–00001000000000000000000

符号位为0，指数部分为10000010，位数部分为 00001000000000000000000

同理，120.5在内存中的存储格式如下： 0xbffff384: 01000010111100010000000000000000

分解如下：0–10000101–11100010000000000000000

那么如果给出内存中一段数据，并且告诉你是单精度存储的话，你如何知道该数据的十进制数值呢？其实就是对上面的反推过程，比如给出如下内存数据： 01000001001000100000000000000000

第一步：符号位为0，表示是正数；第二步：指数位为10000010，换算成十进制为130，所以指数为130-127=3；第三步：尾数位为01000100000000000000000，换算成十进制为 (1+1/4+1/64)；所以相应的十进制数值为：2^3*(1+1/4+1/64)=8+2+1/8=10.125。

(三)大小端模式：

大端存储：就是把一个数的低位字节序的内容存放到高地址处，高位字节序的内容存放在低地址处。
小端存储：就是把一个数的低位字节序的内容存放到低地址处，高位字节序的内容存放在高地址处。
在这里插入图片描述
那么如何检测自己的电脑是大端还是小端模式呢，下面举出几种方法
法一：利用共用体（联合union）来检测（常用）

#include <stdio.h>
int Check()
{
    union Un
    {
        char c;
        int i;
    }un;
    un.i = 1;
    return un.c;
}
int main()
{
    int ret=Check();   
    if (1 == ret)
    {
        printf("当前模式为小端存储\n");
    }
    else
    {
        printf("当前模式为大端存储\n");
    }
    return 0;
}

为什么用的是共用体来检测大小端而不是结构体来检测呢？
这是因为共用体特殊的底层结构，下面是共用体的模型：
在这里插入图片描述
可以看出来，char类型的变量和int 类型的变量共用的是同一块空间，我们给 i 赋为1 那整个空间都是 1 ，如果返回的是1，那就说明当前模式是小端存储，返回值是0 就说明当前为大端存储。
法二：利用指针
以前我们说过一个整形的指针每次偏移的是4个字节，而一个字符类型的指针每次偏移的是一个字节，那么我们就可以利用这个特性写一个程序来检验：

#include<stdio.h>
int Check()
{
    int a = 1;
    char* p = (char*)&a;
    return *p; //大端返回0，小端返回1
}
int main()
{
    int ret;
    ret=Check();    //写一个测试的函数
    if (1 == ret)
    {
        printf("当前模式为小端存储\n");
    }
    else
    {
        printf("当前模式为大端存储\n");
    }
    return 0;
}

来源：CSDN

作者：weixin_45775259

链接：https://blog.csdn.net/weixin_45775259/article/details/104064920

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