13.0、C语言——数据的存储(1)

13.0、C语言——数据的存储(1)

本章重点：

        1、数据类型详细介绍
        2、整型在内存中的存储：原码、反码、补码
        3、大小端字节序介绍及判断
        4、浮点型在内存中的存储解析

正文开始

数据类型介绍：
        1、内置类型【语言本身就具有的类型】
        2、自定义类型【构造类型】

前面我们已经学习了基本的内置类型：
        char          //字符数据类型
        short         //短整型        
        int             //整型         
        long          //长整型     
        longlong   //更长的整型
        float          //单精度浮点数
        double      //双精度浮点数

以及他们所在内存空间的大小，类型的意义：
        1、使用这个类型开辟内存空间的大小（大小决定了使用范围）
        2、如何看待内存空间的视角

类型的基本归类：

整型家族：
        char
                unsigned char
                signed char
        short
                unsigned short [int]   //这里的 [int] 可以省略
                signed short [int]       //这里的 [int] 可以省略
        int 
                unsigned int 
                signed int
        long
                unsigned long [int]    //这里的 [int] 可以省略
                signed long [int]        //这里的 [int] 可以省略

浮点型家族：
        float
        double

构造类型：
        >  数组类型                         //数组定义中，去掉数组名剩下的就是数组的类型，例如int arr[10]，那么他的数据类型就是 int[10]
        >  结构体类型 struct
        >  枚举类型 enum
        >  联合类型

指针类型：
        int* pi;
        char* pc:
        floart* pf:
        void* pv;

空类型：

        void 表示空类型（无类型）

        通常应用函数的返回类型、函数的参数、指针类型

整型在内存中的存储

        我们之前讲过一个变量的创建是要在内存中开辟空间的，空间的大小是根据不同的类型而决定的

        那接下来我们谈谈数据在所开辟内存中到底是如何存储的？

接下来给大家讲讲到底是如何一步步放到内存中去的， 比如：

        int a = 10;
        int b = -10;

我们知道为 a 分配四个字节的空间，那如何存储呢？
先了解下面的概念：

原码、反码、补码

        计算机中的有符号数【这里主要强调的是整型】有三种表示方法，即原码、反码和补码；【无符号数 的 原、反、补 相同】

        三种表示方式均有 符号位 和 数值位 两部分，符号位都是用 0 表示“正”，用 1 表示“负”，而数值位三种表示方法各部相同

原码：
        直接将二进制按照正负数的形式翻译成二进制就可以了

反码：
        将原码的符号位不变，其他位一次按位取反就可以得到了

补码：
        反码 + 1 就得到补码

 对于整型来说：数据存放内存中其实存放的是 补码【因为补码 +-*/ 都能正常运算】：
为什么呢？

        在计算机系统中，数值【指的是整数】一律用补码来表示和存储，原因在于使用补码，可以将符号位和数值域统一处理；同时加法和减法也可以统一处理（CPU只有加法器）此外，补码与原码可以互相转换，其运算过程是相同的，不需要额外的硬件电路

再来捋一捋：                        
整数：

        1、有符号数：
                 正数：原码、反码、补码 相同
                 负数：原码、反码、补码 不相同，要进行计算

        2、无符号数：
                 原码、反码、补码 相同                     

什么是大端小端？

        大端（存储）模式，是指数据的低位保存在内存得到高地址中，而数据的高位，保存在内存的低地址中

        小端（存储）模式，是指数据的底位保存在内存的底地址中，而数据的高位，保存在内存的高地址中

        经过验证我们的 vs2022 编译器采用的 小端存储模式，也就是倒过来存储的

        【注意：这里说的倒过来存储指的是字节的位置倒过来存储而不是逆序存储，就比如说12 34  56 78 小端存储就是 78 56 34 12 而不是 87 65 43 21】

那为什么会有大端小端之分呢？

        这是因为在计算机系统中，我们是以字节为单位的，每个地址单元都对应看一个字节，一个字节为 8bit，但是在 C语言 中除了 8bit 的 char 之外，还有 16bit 的 short 类型，32bit 的 int 类型（要看具体的编译器），另外对于位数大于 8位 的处理器，例如 16位 或者 32位 的处理器，由于寄存器宽度大于一个字节，那么必然存在着一个如何将多个字节安排的问题，因此就导致了大端存储模式和小端存储模式的出现~

        例如一个 16bit 的 short 类型 x ，在内存中的地址为 0x0010 ，x 的值 0x1122，那么0x11 为高字节，0x22 为低字节，对于大端模式，就将 0x11 放在低地址中，即 0x0010 中， 0x22 放在高地址中，即 0x0011 中，小端模式刚好相反。我们常用的 x86 结构是小端模式，而 KEIL C51 则为大端模式。很多的 ARM OSP 都为小端模式，有些 ARM 处理器还可以有硬件来选择是大端模式，还是小端模式~

最后补充一点东西：

        char 能表示的范围是 -128 ~ 127，而且如果 char a = 128; 会被转换为-127，因为127 = 01111111，-128 = 10000000，而 128 可以看成是127 + 1 = 01111111 + 00000001 = 10000000 = -128