开篇：
我们先来观察一下下面的这段代码
例一：

#include 
int main()
{
	float a = 3.141592;
	int b = a;
	printf("%f\n", a);
	printf("%d\n", b);
	printf("%d\n", a);
	return 0;
}
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输出结果：
我们都知道当把一个浮点数赋值给一个整数类型的变量时，会丢弃小数部分，那当我们直接将一个浮点数以%d打印的时候，为什么输出的会是0呢？

例二：

int main()
{
	int n = 9;
	float* p = (float*)&n;
	printf("n的值是: %d\n", n);
	printf("*p的值是:%f\n", *p);

	*p = 9.0;
	printf("n的是:   %d\n", n);
	printf("*p的值是:%f\n", *p);
	return 0;
}
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大家可以先思考一下这里的输出结果是什么，在文章的最后，会给出解释和答案

数据类型

我们本文学习的是数据在内存中的存储的深度解析，那么我们首先来回归一下C语言中的数据类型
C语言中的数据类型大致可以分为两类

- 整形类型

char
short
int
long (int)
long long (int)

- 浮点型类型

float
double

- 构造类型

数组类型–int [] float [] …
结构体类型 struct
枚举类型 enum
联合类型 union

- 空类型

void
常用于表示函数的返回值，函数的参数以及指针类型

我们今天要讨论的是数据在内存中的存储，所以下面将对两大基本类型展开讨论

整形

关于整形又可以分为无符号整形（unsigned）和有符号整形（signed）我们平常写的char，short，int，long，long long都是有符号的整形，关于无符号的整形在定义时只需要在前面加上关键字unsigned就可以了。

unsigned int a = 1118;

为什么我们要在这里讲无符号整形呢?
是因为无符号值和有符号值在内存中的存储是不同的，我们从一列代码来看

#include 
int main()
{
	char a = -1;
	signed char b = -1;
	unsigned char c = -1;
	printf("a=%d\nb=%d\nc=%d\n", a, b, c);
	return 0;
}
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这里我们可以看到当输出c时，结果却是255，和我们的-1相差很大，这又是为什么呢？下面我们就来介绍unsigned和signed的转换规则

我们都知道，数据在计算机中是以补码的形式存放的，最高位为1时表示是个负数，最高位为0时表示是个整数。
我们可以先把-1的二进制写出来

char类型是一个字节—8位
10000001----原码
111111110----反码->原码的符号位不变其他位按位取反
111111111----补码->反码加一

这样的一个负数在内存中的补码是11111111，当我们将这样的一个有符号数赋值给一个无符号数的时候，它的最高位便不再是符号位了，而全是数值为，那么11111111二进制转换位十进制的时候便是255，所以c的输出结果就是255而不是-1。

也就是说当一个有符号数转换为一个无符号数的时候，最高也是数值位。
那么我们就可以写出char和unsigned char的取值范围了

char的最大值
01111111--------127
01111111再加1之后变成
10000000---------C语言中规定是-128
再加1
10000001--------- -1
10000010--------- -2
…

所以char的取值范围就是-128~127

unsigned char的最小值
00000000-------0
unsigned char的最大值
11111111-------255

所以unsigned类型的取值范围是0~255
其他类型比如short，int等也可以这么来确定范围

这里再给出一个例子，大家可以对比着观察一下，%u是以无符号打印%d是以有符号打印
接下来我们再来看一段代码

#include 
int main()
{
	char a = -1;
	printf("%u\n", a);
	return 0;
}
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这里我们直接把一个char类型的值以%u进行输出，而不是将一个unsigned char的值进行输出
结果却是

是一个非常非常大的值，这又是为什么呢？在刚才我们的c是一个存放在一个unsigned char类型的变量当中的，输出结果是255，这次我们将char类型的a直接以无符号%u进行输出，结果却又是一个值。
下面我们就来解析一下为什么会输出4294967295这个值。
当-1被放进char类型的变量a时只存入了8位（发生了截断）

1000000000000000000000000001 --原码
11111111111111111111111111111110 --反码
11111111111111111111111111111111 --补码
当被存放在char类型的变量中时，发生截断（后8位）
11111111

当以%u的形式进行输出的时候，输出的是32位的数据（整形提升）

11111111111111111111111111111111
此时的最高位不再是符号位，而是数值位，所以输出的结果便是4294967295

那么将-1改成-2又会是什么值呢?

所以当我们把-1放到一个unsigned char类型的变量中再以%u的形式进行输出的时候，便不会出现整型提升的情况，因为unsigned与%u是对应输出的关系，就像%d和signed一样。

浮点型

浮点型数在内存中的存储和整形还是有很大的差异的
下面先给出浮点型存入内存的规则：
根据国际标准IEEE（电气和电子工程协会） 754，任意一个二进制浮点数V可以表示成下面的形式

(-1)^ S * M * 2 ^ E
(-1)^S表示符号位，当S=0，V位整数，当S=1，V位负数
M表示有效数字，大于等1小于2
2^E表示指数位

我们还是通过一个例子来解释一下上面的这段话
我们给出一个浮点数5.5写出它对应的二进制，小数点前面的5直接写出它对应得二进制就好
即

小数点后面的5写出对应的二进制时是1

101.1

因为小数点前面的二进制权重是从0开始，而后面的权重从-1开始的，那么2^-1就是0.5，这里给大家画图解释一下

那么这个怎么转换成上面的那种形式呢? (-1)^ S * M * 2 ^ E
首先我们知道5.5是一个正数，所以S=0，那么M规定是大于等于1小于2的，所以101.1向前进2位即得到了，1.011 * 2 ^ 2，所以E=2，M=1.011

IEEE 754规定：
对于32位的浮点数，最高的1位是符号位s，接着的8位是指数E，剩下的23位为有效数字M。

对于64位的浮点数，最高的1位是符号位S，接着的11位是指数E，剩下的52位为有效数字M。

IEEE 754对有效数字M和指数E，还有一些特别规定。
前面说过， 1≤M<2 ，也就是说，M可以写成 1.xxxxxx 的形式，其中xxxxxx表示小数部分。
IEEE 754规定，在计算机内部保存M时，默认这个数的第一位总是1，因此可以被舍去，只保存后面的
xxxxxx部分。比如保存1.01的时
候，只保存01，等到读取的时候，再把第一位的1加上去。这样做的目的，是节省1位有效数字。以32位
浮点数为例，留给M只有23位，
将第一位的1舍去以后，等于可以保存24位有效数字

至于指数E，情况就比较复杂。
首先，E为一个无符号整数（unsigned int）
这意味着，如果E为8位，它的取值范围为0_{255；如果E为11位，它的取值范围为0}2047。但是，我们
知道，科学计数法中的E是可以出
现负数的，所以IEEE 754规定，存入内存时E的真实值必须再加上一个中间数，对于8位的E，这个中间数
是127；对于11位的E，这个中间
数是1023。比如，2^10的E是10，所以保存成32位浮点数时，必须保存成10+127=137，即
10001001。
然后，指数E从内存中取出还可以再分成三种情况：
E不全为0或不全为1

这时，浮点数就采用下面的规则表示，即指数E的计算值减去127（或1023），得到真实值，再将
有效数字M前加上第一位的1。
比如：
0.5（1/2）的二进制形式为0.1，由于规定正数部分必须为1，即将小数点右移1位，则为
1.0*2^(-1)，其阶码为-1+127=126，表示为
01111110，而尾数1.0去掉整数部分为0，补齐0到23位00000000000000000000000，则其二进
制表示形式为:
0 01111110 00000000000000000000000

E全为0

这时，浮点数的指数E等于1-127（或者1-1023）即为真实值，
有效数字M不再加上第一位的1，而是还原为0.xxxxxx的小数。这样做是为了表示±0，以及接近于
0的很小的数字

E全为1

这时，如果有效数字M全为0，表示±无穷大（正负取决于符号位s）

还记得我们在前言部分给出的代码吗

int main()
{
	int n = 9;
	float* p = (float*)&n;
	printf("n的值是: %d\n", n);
	printf("*p的值是:%f\n", *p);

	*p = 9.0;
	printf("n的是:   %d\n", n);
	printf("*p的值是:%f\n", *p);
	return 0;
}
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我们先来看第一个printf。
很简单打印的就是我们的9。

再来看第二个printf，输出的结果竟然是0.000000!
注意我们是使用的float*类型的指针去指向int类型的数字，那么我们在读取内存中9的二进制的时候就要以浮点数存放数据的角度去读取

首先我们先把9的二进制写出来

00000000000000000000000000001001

前面我们说32位的浮点数，最高的1位是符号位s，接着的8位是指数E，剩下的23位为有效数字M。那么这里S=0，E是全0，结合E全位0的情况，E=-126，M=0.00000000000000000001001
结果就是:（-1）^ 0 * 0.00000000000000000001001 * 2 ^ (-126)，是一个无限接近0的数，最终打印出十进制的浮点数就是0.000000。

然后

*p = 9.0;
printf(“n的是: %d\n”, n);
printf(“*p的值是:%f\n”, *p);

的第一个printf就是以一个整形去看浮点型的存放，我们先写出9.0的二进制

1001.0
1.001 * 2 ^ 3

最高位S=0，M=1.001, E=3
那么，第一位的符号位S=0，有效数字M等于001后面再加20个0，凑满23位，指数E等于3+127=130即

0 10000010 001 0000 0000 0000 0000 0000

这个二进制以整形来读取的时候，最高位0表示为整数，剩下的10000010 001 0000 0000 0000 0000 0000转换为十进制就是1091567616

最后的printf就是正常的输出一个浮点数了9.000000

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