c语言数据类型、内存空间详解

1、整形家族：

2、原码、反码、补码:

1、整形家族：

char ：unsigned char 和signed char，char和这两个不一样。

short ：unsigned shot 和signed short，short=signed short

int ：unsigned int 和 signed int， int=signed int

long ：unsigned long[int] 和 signed long[int] ([]中的代表可以省略) ，long=signed long

unsigned 和 signed的区别：正数和负数

unsigned：意为无符号整形，顾名思义就是没有符号，只有正数存在，没有负数。例如：身高，体重，时间等等。

signed：意为有符号整形，既有正数又有负数。例如：温度，收入与支出等等

signed char的取值范围：-128 -- 127

unsigned char的取值范围：0 -- 255

signed short的取值范围：-32768 --32767

unsigned short的取值范围：0 --65535

程序中区分signed和unsigned：

1、
#include<stdio.h>
int main()
{char a = -1;//10000000000000000000000000000001 -- -1的原码//11111111111111111111111111111110 -- -1的反码//11111111111111111111111111111111 -- -1的补码//a是char类型，进行低位截断//11111111  --char a的补码signed char b = -1;//其他同上//11111111  --char b的补码unsigned char c = -1;//其他同时//11111111  --char c的补码printf("a=%d , b=%d, c=%d ", a, b, c);//-1 -1 255//%d是整形，a是char类型，补码发生整形提升(高位补符号位)//从11111111变成了//11111111111111111111111111111111 -- -1的整形提升后的补码//11111111111111111111111111111110 -- -1的整形提升后的反码//10000000000000000000000000000001 -- -1的整形提升后的原码 --还是-1//b与a相同，signed为有符号的char，最高位为符号位，整形提升补符号位//c为unsigned类型，无符号数，整形提升的时候高位补0//00000000000000000000000011111111 -- -1的无符号数整形提升的补码//补0后此数为正数，原反补相同，则这个补码就是他的值//00000000000000000000000011111111 -- 255return 0;
}
2、
#include<stdio.h>
int main()
{//%u是打印无符号整形，认为内存中存放的补码对应的是一个无符号数//%d是打印有符号整形，认为内存中存放的补码对应的是一个有符号数char a = -128;//10000000000000000000000010000000  -- -128的原码//11111111111111111111111101111111  -- -128的反码//11111111111111111111111110000000  -- -128的补码//10000000  -- 截断后的补码printf("%u\n", a);//11111111111111111111111110000000  -- 整形提升//11111111111111111111111110000000  -- %u是无符号数，无符号数的原反补相同，则这个就是a的原码//4294967168return 0;
}

2、原码、反码、补码:

定义：计算机中的整数有3种2进制的表示方法，即原码、反码、补码。三种表示方法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"，而数值位正数的原码、反码、补码都相同，而负数的的三种表示方法则不同。

原码：直接将数值按照正负数的形式翻译成二进制就可以得到原码。

反码：将原码的符号位不变，其他位依次按位取反就可以得到反码。

补码：反码+1就得到补码。

原码得到补码的方式：原码取反+1得到补码

补码得到原码的方式：1、补码-1、取反得到原码；2、取反后+1得到原码；

例如：

对于整形来说：数据存放内存中其实存放的是补码。

为什么存补码：以下举例说明

在计算机系统中，数值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，补码与原码相互转换，其运算过程是相同的，不需要额外的硬件电路。

我们可以到vs中调试看到其内存：

那为什么我们看到的十六进制存储是这样奇怪的顺序呢？

接下来就引出了数据在内存中的存储方式：大小端存储模式

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

为什么有大端和小端：
为什么会有大小端模式之分呢？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着一个字节，一个字节为8 bit。但是在C语言中除了8 bit的char之外，还有16 bit的short型，32 bit的long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。
例如：一个 16bit 的 short 型 x ，在内存中的地址为 0x0010 ， x 的值为 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，DSP都为小端模式。有些ARM处理器还可以由硬件来选择是大端模式还是小端模式。

百度2015年系统工程师笔试题：

请简述大端字节序和小端字节序的概念，设计一个小程序来判断当前机器的字节序。
#include<stdio.h>
int check()
{int a = 1;return ( * (char*)&a);
}
int main()
{if (check() == 1){printf("小端");}else{printf("大端");}return 0;
}
代码解释：在主函数中用判断check函数来输入大小端，在check函数中，定义一个int类型的a=1，通过&a得到a的地址，然后中char*类型的指针指向int类型的a，使其发生截断(int 4个字节，char1个字节),则char*指针访问的只有&a的第一个地址(即低地址处,题目中的低地址存的就是1),再通过指针解引用就可以输出地址中的内容，是1的话就证明低地址是低位的1，不是的话就证明低地址不是低位的1，就可以判断大小端了。

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