深度剖析数据在内存中的存储
数据类型介绍类型的基本归类整形在内存中的存储大小端介绍整形在内存中的存储的相关练习浮点型在内存中的存储浮点型在内存中的存储相关介绍
数据类型介绍
内置类型（C语言本身就具有的类型）：
char //字符数据类型short //短整型int //整形long //长整型long long //更长的整形float //单精度浮点型double //双精度浮点型类型的意义：
1.使用这个类型开辟内存空间的大小（大小决定了使用的范围）
2.如何看待内存空间的视角
类型的基本归类
整形家族：
char unsigned char signed char short unsigned short [int] signed short [int] intunsigned intsigned intlong unsigned long [int] signed long [int]注：字符类型底层存储的是这个字符的ASCII值，ASCII值是个整数
浮点数家族：
floatdouble构造类型（自定义类型）：
数组类型#include<stdio.h>int main(){int arr[10]; // int [10]是arr的类型int arr2[5]; //int [5]是arr2的类型 //这两个数组的类型是不同的 return 0;}注：数组类型是一种自定义类型数组放几个元素自己指定，数组的类型也可以自己指定
结构体类型 struct枚举类型 enum联合类型 union指针类型：
int *pichar *pcfloat *pfvoid *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 void test（）;函数的参数 void test（void）;指针类型 void *pv;整形在内存中的存储
注：
总结：
原码、反码、补码计算机中的有符号数有三种表示方法，即原码、反码和补码。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”，而数值位三种表示方法各不相同。原码：直接将二进制按照正负数的形式翻译成二进制就可以。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了。补码：反码+1就得到补码。正数的原、反、补码都相同。对于整形来说：数据存放内存中其实存放的是补码。使用补码存储数据的原因：
内存中的数据是以补码的形式存储的，这样CPU使用补码进行计算才能得出正确的结果
在计算机中，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（即取反，在+1），不需要额外的硬件电路。
大小端介绍
实例一：
不管是整数里面的正整数还是负整数，发现在当前编译器底下，这些补码都是倒着存储的
大小端定义：
大端（存储）模式（大端字节序），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（小端字节序），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。
当前编译器采用的是小端字节序的存储模式
大端字节序和小端字节序存在的意义
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。但是在C语言中除了8bit的char之外，还有16bit的short型，32bit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果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。
实例二（经典面试题）：
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。
优化：
int check_sys(){int a = 1;return *(char*)&a;//返回1表示小段，返回0表示大段}int main(){int ret = check_sys();if (ret == 1){printf("小端\n");}else{printf("大端\n");}return 0;}整形在内存中的存储的相关练习
实例一：
//输出的是什么#include<stdio.h>int main(){char a = -1;signed char b = -1;unsigned char c = -1;printf("a=%d\nb=%d\nc=%d\n", a, b, c);return 0;}运行结果
分析
注：
%d打印是以原码的形式进行打印的。char类型到底是unsigned char类型还是signed char类型，C语言标准并没有规定取决于编译器，但是大部分编译器底下char类型指的是signed char类型int类型指的是signed char类型short类型指的是signed short类型实例二：
#include<stdio.h>int main(){char a = -128;printf("%u\n", a); //%u表示打印的是无符号数return 0;}运行结果
分析
注：无符号整数的原、反、补码相同
实例三：
#include<stdio.h>int main(){char a = 128;printf("%u\n", a);return 0;}运行结果
分析
补充：
char类型如果在内存中存储的是10000000二进制序列，这个数字是不能计算的因为这个二进制序列不能再减一了，这个二进制序列直接就会被当成-128（直接被解析成-128）。有符号char类型的取值范围是[-128，127]无符号char类型的取值范围是[0，255]实例四：
#include<stdio.h>int main(){int i = -20;unsigned int j = 10;printf("%d\n", i + j);return 0;}运行结果
分析
实例五：
#include<stdio.h>int main(){unsigned int i;for (i = 9;i >= 0;i--){printf("%u\n", i);}return 0;}运行结果：死循环
分析：
当i为unsigned int类型时，它是恒大于等于零的，for循环中的判断条件是i>=0是恒为真的，因此该循环为死循环。（因为当i为负数时会将i转化为较大的正整数（因为i为unsigned int类型））
实例六：
#include<stdio.h>#include<string.h>#include<stdlib.h>int main(){char a[1000];int i;for (i = 0;i < 1000;i++){a[i] = -1 - i;}printf("%d", strlen(a));return 0;}运行结果
分析
补充
实例七：
#include<stdio.h>unsigned char i=0;int main(){for (i = 0;i <=255;i++){printf("hello world\n");}return 0;}运行结果：死循环
分析
当i为unsigned char类型时，它的范围是[0，255]，它是恒小于等于255的，for循环中的判断条件是i<=255是恒为真的，无论i为何值判断条件恒为真，因此该循环为死循环。（当i=256（i最大为255）是会把i转化为0（i为unsigned char类型）从而进行死循环。）
浮点型在内存中的存储
常见的浮点数：
3.14159 1E10 //1.0*10^10浮点数家族包括： float、double、long double 类型。
注：大多数编译器不支持long double 类型，这是C99中才引入的类型
浮点数表示的范围：float.h中定义
整形表示的范围：limits.h中定义
注：
对于整形家族它们的取值范围定义在limits.h的头文件里对于浮点型家族这些变量创建类型和取值范围是定义在float.h的头文件里浮点数的存储
注：浮点数和整数在内存中存储的方式一定是有区别的
浮点型在内存中的存储相关介绍
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表示指数位举例：
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。
十进制的5.5，写成二进制是 101.1 ，相当于 1.011×2^2 。那么，s=0，M=1.011，E=2。
IEEE 754规定对于32位的浮点数（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（double类型），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。
浮点数在内存中存储：
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0255；如果E为11位，它的取值范围为02047。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。
浮点数在内存中取出：
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 00000000000000000000000E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）。
注：IEEE 754规定浮点数可以这样拆分而C语言是按照IEEE 754这样的方式进行存储的，其中C++也是这样存储的（其他语言不确定）。
实例一：
实例二：
分析：
0x00000009 还原成浮点数就成了 0.000000 ：首先将 0x00000009 拆分，得到第一位符号位s=0，后面8位的指数 E=00000000 ，最后23位的有效数字M=000 0000 0000 0000 00001001。9 -> 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 10019.0 -> 1001.0 ->(-1)^01.0012^3 -> s=0, M=1.001,E=3+127=1300 10000010 001 0000 0000 0000 0000 0000注： %f打印浮点数时只打印小数点后面的六位
补充：上面的代码思路是按整数或者浮点数的形式存储到内存，再以浮点数或者整数的形式从内存中取出。但是这种思路将整数或者浮点数的形式存储到内存，再以整数或者浮点数的形式从内存中取出，再以浮点数或者整数的形式进行打印这样的思路是不对的。
eg：
int main(){float f=9.0f;printf("%d\n",f);return 0;}