c语言建设网站,wordpress无插件下载,做企业官网用什么开发,百度最新推广产品#x1f680; 作者#xff1a;阿辉不一般 #x1f680; 你说呢#xff1a;生活本来沉闷#xff0c;但跑起来就有风 #x1f680; 专栏#xff1a;爱上C语言 #x1f680;作图工具#xff1a;draw.io(免费开源的作图网站) 如果觉得文章对你有帮助的话#xff0c;还请… 作者阿辉不一般 你说呢生活本来沉闷但跑起来就有风 专栏爱上C语言 作图工具draw.io(免费开源的作图网站) 如果觉得文章对你有帮助的话还请点赞关注收藏支持博主如有不足还请指点博主及时改正感谢大家支持 文章目录 前言数据类型整型在内存中的存储✈️进制的转换✈️原码、反码和补码 大小端字节序浮点型在内存中的存储✈️浮点型的存储规则✈️浮点数的读取规则 前言
大家好啊今天阿辉将为大家介绍C语言中整型和浮点型在内存中的存储的✍包括进制转换原码反码补码以及大小端接下来还会介绍关于原反补码的相关例题关注阿辉不迷路哦 内容干货满满接下来就跟着阿辉一起学习吧
数据类型
整型
char
unsigned char——无符号
signed char——有符号
short
unsigned short [int]
signed short [int]
int
unsigned int
signed int
long
unsigned long [int]
signed long [int]
long long大家可能会疑惑char不是字符类型吗 因为字符在内存是以ASCII值存储的所以也可以划分到整型 浮点型
float 单精度浮点型
double 双精度浮点型构造类型
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 * ip;
char * cp;
float * fp;
void * vp;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 数据的类型决定了内存为所存数据开辟空间的大小以及数据是如何存进内存中又是如何从内存中取出的
给一个类型比如int和float我们知道它俩都在内存中占4个字节 那它俩创建的变量的数据在所开辟内存中到底是如何存储的
整型在内存中的存储
✈️进制的转换
C语言规定表示八进制数要前面加个数字0表示十六进制数要在前面加0x 而十进制数什么都不用加就表示十进制数 十进制转二进制 二进制转八进制 8进制的数字每⼀位是0 ~ 70~7的数字各自写成2进制最多有3个2进制位就足够了比如7的二进制是111所以在2进制转8进制数的时候从2进制序列中右边低位开始向左每3个2进制位会换算一个8进制位剩余不够3个2进制位的直接换算 栗子 2进制的01101011换成8进制01530开头的数字会被当做8进制 二进制转十六进制 16进制的数字每⼀位是0~ 9,a ~ f 的0~9,a ~f的数字各自写成2进制最多有4个2进制位就足够了比如 f 的二进制是1111所以在2进制转16进制数的时候从2进制序列中右边低位开始向左每4个2进制位会换算⼀个16进制位剩余不够4个二进制位的直接换算。 十六进制中10~15用a,b,c,d,e,f表示 栗子 2进制的01101011换成16进制0x6b16进制表示的时候前⾯加0x 整形在内存中都是以补码的形式来存储的什么补码是什么 我们接着看
✈️原码、反码和补码
符号位就是二进制数的最高位符号位为1该数为负数为0该数为正数 正数的原反补码相同 而负数的原反补码需要按以下方式计算
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 由补码得到原码同样可以将补码的符号位不变其他位依次按位取反就可以然后1就得到原码 这里我们以整型中最常见的int为例为大家介绍整型在内存中是如何存储的 int占4个字节也就是32个比特位 栗子
int a 20;
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0100 - 原码
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0100 - 反码
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0100 - 补码
0x 00 00 00 14 - 20的补码十六进制表示
int b -10;
1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010 -原码
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0101 -反码//原码符号位不变其他位按位取反
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0110 -补码//反码1
0xff ff ff ff f6 - -1的补码十六进制表示整型是以二进制形式在内存中存储但是二进制数太长不好展示在vs2022环境中调试内存是以十六进制来展示的以下图片均来自vs2022x86环境下调试结果
对于正数的存储我们并不能得到内存是以补码来存储整型我们来看看负数
通过上面的演示我们知道整型在内存中是以二进制形式的补码来存储的这是为什么呢 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 但是你们有没有发现在内存中这些数字是倒着存的 这是为什么呢我们接着往下↓看
大小端字节序
我们了解了整型在内存中的存储但是呢却是倒着存的我们来看看 栗子
#include stdio.h
int main()
{int a 0x11223344; 十六进制数便于观察return 0;
}这就得提一个重要的概念就是大小端 什么是大小端 其实超过一个字节的数据在内存中存储的时候就有存储顺序的问题按照不同的存储顺序我们分为大端字节序存储和小端字节序存储下面是具体的概念 什么是字节序呢就是以字节为单位进行排序每个字节为一个整体 大端存储模式是指数据的低位字节内容保存在内存的高地址处而数据的高位位字节内容保存在内存的低地址处。 小端存储模式是指数据的低位字节内容保存在内存的低地址处而数据的高位字节内容保存在内存的高地址处 从上图我们可以知道vs2022为小端模式 为什么会有大小端呢 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8bit 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 那么如何利用一个简单的代码来判断当前机器是什么字节序呢我们接着看
#include stdio.h
int check_sys()//封装一个函数判断当前机器为何种模式
{int i 1;数字1为int类型有4个字节补码为0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001如果是小端模式它的低地址第一个字节是0000 0001如果是大端模式它的低地址第一个字节是0000 0000return (*(char *)i);而将i强制转化为char*类型后对i解引用操作仅能访问一个字节如果是小端模式那返回值就是1如果是大端模式那返回值就是0
}
int main()
{int ret check_sys();if(ret 1){printf(⼩端\n);}else{printf(⼤端\n);}return 0;
}上述我通过int类型来介绍了大小端但并非只有int类型要用大小端字节序来存储只要是空间大于一个字节都会用大小端字节序来存储包括整型以及浮点型
浮点型在内存中的存储
浮点型包括float double long double那么浮点型又是如何存储的呢是否与整型相同呢我们接着看
✈️浮点型的存储规则
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}*M*2^{E} (−1)S∗M∗2E ( − 1 ) S (-1)^{S} (−1)S表示符号位S为1表示负数S为0表示正数 M M M表示有效数字 M M M的值大于等于1小于2 2 E 2^{E} 2E表示指数位
有点懵没关系我举个栗子
比如一个浮点数 5.0f
5.0用二进制表示就是101.0
而101.0 (-1)^0 * 1.01 * 2^2//这里(-1)^0表示-1的0次方*表示乘号
而S 0,M 1.01,E 2
而 -5.0f
就可以表示为(-1)^1 * 1.01 * 2^2
S 1,M 1.01,E 2 IEEE 754规定 对于32位的浮点数也就是float类型最高的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≤M2 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1.11的时候只保存11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10127137即10001001 栗子
float f 5.5f;
它的二进制表示101.1//0.5是2的-1次方
也等于(-1)^0 * 1.011 * 2^2
其中S 0,M 1.011,E 2 127 129
129的二进制表示10000001但是存在一些浮点数是无法表示出来的。小数点后面的数无法完整地表示出来可能总是差一点点。可能会出现精度的缺失 以上我们了解了浮点数是如何存入内存中的那我们如何取出来呢我们接着看
✈️浮点数的读取规则
这里分为三种情况
E中有1有0时 这时浮点数就遵循以下规则 指数E的存储值减去127或1023有效值M前补数字1 栗子 E中全为0时 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中全为1时 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 到这里阿辉今天对于C语言中整型以及浮点型在内存中的存储的分享就结束了希望这篇博客能让大家有所收获, 如果觉得阿辉写得不错的话记得给个赞呗你们的支持是我创作的最大动力
