C语言中数据在内存中的存储

要想了解数据在内存中的存储的话，首先应该了解数据的类型。
下面介绍C语言中数据类型：
1.C语言中的基本内置类型：

char     //字符数据类型  大小为1个字节
short    //短整型  大小为2个字节
int     //整形  大小为4个字节
long     //长整型  大小为4或者8个字节
long long  //更长的整形  大小为8个字节
float    //单精度浮点数  大小为4个字节
double    //双精度浮点数  大小为8个字节

2.数据的基本归类
(1)整形：

char
//char是字符类型，在内存中存储的是ASCII值，ASCII值是整数。
//char c1在内存中存储的是取决于编译器的实现，有的编译器可能为unsigned char有的也可能为signed charunsigned charsigned char
short
//short s1 的创建是有符号的 = signed short s2
//无符号必须写成unsigned short s3unsigned short [int] //int 可以省略signed short [int]
int
//int 同 shortunsigned intsigned int
long
//同intunsigned long [int]signed long [int]
unsigned//为无符号的意思
signed//为有富豪的意思
//如果是有符号的，那么二进制序列的最高位为符号位，0表示正数，1表示负数。
//如果是无符号的，最高位位数据位。

(2)浮点型：

float
double
//c99中有
long double

(3)构造类型

数组类型   int arr[10]; 其中的数据类型为int [10]
结构体类型 struct
枚举类型 enum
联合类型 union

(4)指针类型

int *pi;
char *pc;
float* pf;
void* pv;
//指针变量用来存放地址的

(5)空类型即void类型

通常应用于函数的返回类型、函数的参数、指针类型。

整形在内存中的存储

了解完了数据的类型，下面一起学习数据在内存中的存储。
我们在创建变量时，要在内存中开辟空间。开辟空间的大小是根据数据的类型来决定的。
基本类型的开辟占据的空间大小：

char     //字符数据类型  大小为1个字节
short    //短整型  大小为2个字节
int     //整形  大小为4个字节
long     //长整型  大小为4或者8个字节
long long  //更长的整形  大小为8个字节
float    //单精度浮点数  大小为4个字节
double    //双精度浮点数  大小为8个字节

整形数据的存储要依靠三码，何为三码？
三码就是原码、反码、补码
拿一个简单的数字来举例：

//整数3的原码是：
00000000000000000000000000000011//将三翻译为二进制序列
//反码是：
00000000000000000000000000000011
//补码是
00000000000000000000000000000011
//正数的三码都是相同的//-10的原码是：
10000000000000000000000000001010
//求反码原码时符号位不变
//反码为：
11111111111111111111111111110101
//补码为：
11111111111111111111111111110110
//16进制为每四位加在一起即为16进制的一位
//-10的16进制为：
fffffff6

1-1的计算
//使用原码计算
00000000000000000000000000000001
10000000000000000000000000000001
10000000000000000000000000000010
//此结果为-2
//使用原码计算是错误的//使用补码计算
00000000000000000000000000000001//1的补码
11111111111111111111111111111111//-1的补码
10000000000000000000000000000000

故整数在内存中是以补码的形式来存储的

signed char //取值范围
//最高位为符号位那么取值范围为-128~127
//10000000会被直接解析为-128
unsigned char//取值范围
//最高位为时数据位取值范围为：0~255

#include <stdio.h>int main()
{unsigned int ch = -10;//-10//10000000000000000000000000001010//11111111111111111111111111110101//11111111111111111111111111110110printf("%u\n", ch);//%u是打印无符号数，意思是打印的一定是无符号数，不是无符号数，也认为是无符号数printf("%d\n", ch);//%d 是打印有符号数，意思是打印的一定是有符号数，不是有符号的数，也认为是有符号数return 0;
}

这就是整形数据在内存中的存储。

浮点数在内存中的存储

整数和浮点数在内存存储中有所差异。

该结论由以下代码可得：

int main()
{int n = 10;float *pFloat = (float *)&n;printf("n的值为：%d\n",n);printf("*pFloat的值为：%f\n",*pFloat);*pFloat = 10.0;printf("num的值为：%d\n",n);printf("*pFloat的值为：%f\n",*pFloat);return 0;
}

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为正数；当s=1，V为负数。M表示有效数字，大于等于1，小于2。2^E表示指数位。

5.5的二进制序列表示方法：
5的二进制表示为101
0.5的二进制表示为0.1
所以5.5的二进制表示为：
101.1=(-1) ^ 01.0112 ^ 2
而0.75的二进制表示为：0.11

练习：
请写出9.0的二进制序列的表示方法。

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。

例：
0.5的二进制序列：
00111111000000000000000000000000
化为十六进制序列为：
0x40b00000

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）