【海贼王编程冒险 – C语言海上篇】C语言中的数据类型有哪些？又是如何存储？

目录

1 -> 数据类型的介绍

1.1 -> 类型的基本归类

2 -> 整型在内存中的存储

2.1 -> 原码、反码、补码

2.2 -> 大小端介绍

3 -> 浮点型在内存中的存储

3.1 -> 浮点数存储规则

1 -> 数据类型的介绍

基本内置类型有：

char           //字符数据类型 占1byte(32位系统)
short          //短整型 占2byte
int              //整形 占4byte
long           //长整型 占4byte
long long   //更长的整形 占8byte
float           //单精度浮点数 占4byte
double       //双精度浮点数 占8byte

 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。

1.1 -> 类型的基本归类

整形家族：

char

        unsigned char

        signed char

short

        unsigned short
[
int
]

        signed short
[
int
]

int

        unsigned int

        signed int

long

        unsigned long
[
int
]

        signed long
[
int
]

浮点数家族：

float

double

构造类型：

->
数组类型

->

结构体类型
struct

->

枚举类型
enum

->

联合类型
union

指针类型：

int *
pi
;

char *
pc
;

float *
pf
;

void *
pv
;

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、指针类型。

2 -> 整型在内存中的存储

2.1 -> 原码、反码、补码

计算机中的整数有三种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、反、补码都相同。

负整数的三种表示方法各不相同

原码：

直接将数值按照正负数的形式翻译成二进制。

反码：

原码符号位不变，其他位依次按位取反。

补码：

反码+1。

对于整型来说，数据存放内存中其实是补码。

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。

2.2 -> 大小端介绍

大端：

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：

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。

3 -> 浮点型在内存中的存储

例：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1

#include 

int main()
{
    int n = 21;
    float* pFloat = (float*)&n;

    printf("n的值为：%d\n", n);
    printf("*pFloat的值为：%f\n", *pFloat);

    *pFloat = 21.0;

    printf("num的值为：%d\n", n);
    printf("*pFloat的值为：%f\n", *pFloat);

    return 0;
}

输出结果：

3.1 -> 浮点数存储规则

num 与 *pFloat 在内存中明明是同一个数，为何浮点数与整数解读结果相差如此之大？

根据国际标准IEEE(the Institute of Electrical and Electronics Engineers电气与电子工程协会)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。

 举例来说：

十进制的5.0，写成二进制为101.0，相当于1.01 × 2^2

那么，按照上面V的格式，可以得出S = 0， M = 1.01， E = 2

十进制的-5.0，写成二进制是-101.0，相当于-1.01 × 2^2

那么，S = 1， M = 1.01， E = 2

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位位有效数字M。

对于32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位位有效数字M。

有效数字M的特殊规定：

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。

指数E的特殊规定：

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)。

 感谢大佬们的支持!!!