C语言：数据在内存中的存储

目录

整数在内存中的存储

大小端字节序和字节序判断

练习1

练习2

练习3

练习4

练习5

练习6

浮点数在内存中的存储

浮点数的存储

浮点数存的过程

浮点数取的过程

E全为0（不常见）

E全为1（不常见）

浮点数在内存存的二进制

练习

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整数在内存中的存储

整数在内存中存储的是二进制

整数的2进制表⽰⽅法有三种，即原码、反码和补码

原码取反得到反码，加1得到补码。

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”，⽽数值位最

⾼位的⼀位是被当做符号位，剩余的都是数值位。

正数的原码、反码和补码相同。

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得到的就是原码。

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。

数据存放内存中其实存放的是补码，计算也是通过补码来计算的，打印结果打印的是原码

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。

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大小端字节序和字节序判断

我们可以看到内存中是倒着存放的，为什么呢？

大端和小端

在vs的内存中存放的是用的小端存放

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?位，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。

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练习1

这个是一个判断当前机器的字节序，是大端还是小端口

取出a的地址强制类型转换char*然后解引⽤

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练习2

a默认是有符号整数的，打印的是原码所以还是-1

signed是有符号的，b也是一样

int main(){//a的-1的原码1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001//       反码1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110//       补码1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111//因为是char类型的取出后面8个字节//1111 1111//用的是%d打印，需要进行整行提升，用符号位来提升//1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111  --- 这是补码//1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000  --- 反码//1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000  --- 原码char a = -1;//所以说打印出来还是-1signed char b = -1;unsigned char c = -1;//%d-打印有符号的整数//%u-打印无符号的整数//打印的是原码printf("a = %d   b = %d   c = %d", a, b, c);}

c为什么是255呢?

int main(){char a = -1;signed char b = -1;unsigned char c = -1;//c的-1的原码1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001//       反码1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1110//       补码1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111//因为是char类型的取出后面8个字节//1111 1111//用的是%d打印，需要进行整行提升，用符号位来提升//c是无符号数,高位补0//0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111 1111 -- 补码//打印用的是%d所以编译器会认为是有符号数，变成正数了//正数的原码，反码，补码都不变，所以就是255printf("a = %d   b = %d   c = %d", a, b, c);}

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练习3

-128

int main(){char a = -128;//1000 0000 0000 0000 0000 0000 1000 0000原//1111 1111 1111 1111 1111 1111 0111 1111反//1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000 0000补//1000 0000//整行提升//因为是%u打印使所以打印补码//1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000 0000printf("%u\n", a);//%u打印的是无符号的整数return 0;}

128

写错了原，反，补都是相同的

#include int main(){char a = 128;//0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000 0000原//0111 1111 1111 1111 1111 1111 0111 1111反//0111 1111 1111 1111 1111 1111 1000 0000补//1000 0000//整行提升//1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000 0000printf("%u\n", a);return 0;}

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练习4

#include #includeint main(){unsigned int i;//无符号不能小于0//当i=0的时候，i--,那将是一个很大的数字for (i = 9; i >= 0; i--){printf("%u\n", i);}return 0;}

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练习5

#include unsigned char i = 0;int main(){//***循环了//无符号的取值范围是0到255//等于255的时候i又减1，又变成0了for (i = 0; i = 0; i--){printf("%u\n", i);}return 0;}

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练习6

#include int main(){int a[4] = { 1, 2, 3, 4 };int* ptr1 = (int*)(&a + 1);int* ptr2 = (int*)((int)a + 1);printf("%x,%x", ptr1[-1], *ptr2);return 0;}

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浮点数在内存中的存储

浮点数的存储

上⾯的代码中， num 和 *pFloat 在内存中明明是同⼀个数，为什么浮点数和整数的解读结果会差别

这么⼤？

要理解这个结果，⼀定要搞懂浮点数在计算机内部的表⽰⽅法。

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：?

? ? V  =  (−1) ∗

S

M ∗ 2 E

• ? 表⽰符号位，当S=0，V为正数；当S=1，V为负数? (−1) S

• M?表⽰有效数字，M是⼤于等于1，⼩于2的?

• ? 表⽰指数位

举例来说：

⼗进制的5.0，写成⼆进制是 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位存储符号位S，接着的8位存储指数E，剩下的23位存储有效数字M?

比特就业课

对于64位的浮点数，最⾼的1位存储符号位S，接着的11位存储指数E，剩下的52位存储有效数字M

double练习

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浮点数存的过程

IEEE 754对有效数字M和指数E，还有⼀些特别规定。

M真正存的是小数点后面的二进制，拿出来的话补小数点前面的就行了

前⾯说过， 1≤M