前言
本篇博客实际上不怎么涉及到C语言的知识，但要想将C语言掌握好，还必须得总结一下，
话不多说，进入正题，让我们一起来看看数据在内存中如何存储
个人主页：小张同学zkf
若有问题 评论区见
感兴趣就关注一下吧
目录
1. 整数在内存中的存储
2. 大小端字节序和字节序判断
2.1 什么是大小端？
2.2 为什么有大小端?
2.3 练习
3. 浮点数在内存中的存储
3.1浮点数在内存中如何存储
3.2 浮点数存的过程
3.3浮点数取的过程
1. 整数在内存中的存储
还记得整数的二进制表示方式有三种吗
原码，反码，补码
负整数的三种表示方法各不相同
原码：按照原数值正负数的形式翻译成二进制得到的
反码：原码的按位取反
补码：反码加一
正数原码，反码，补码相同
有符号的整数，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”，最高位的一位是被当做符号位，剩余的都是数值位。
对于整形来说：数据存放内存中其实存放的是补码。
但为什么要放补码那
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. 大小端字节序和字节序判断
在总结这个大小端字节序之前，我们先来分析一个代码
#include <stdio.h>
int main()
{
int a = 0x11223344;
return 0;
}
调试的时候，我们可以看到在a中的 0x11223344 这个数字是按照字节为单位，倒着存储的。这是为什么呢？
2.1 什么是大小端？
字节序——是以字节为单位，来讨论存储顺序的
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：
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。
2.2 为什么有大小端?
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
KEILC51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。
2.3 练习
在看习题前我们先认识一下
有符号char类型取值范围-128~127
无符号char类型取值范围0~255
我们来看几道习题
#include <stdio.h>
int main()
{
char a= -1;
signed char b=-1;
unsigned char c=-1;
printf("a=%d,b=%d,c=%d",a,b,c);
return 0;
}
我们来一个一个看，首先a是-1，-1原码取反再加一得到的补码是每位都是1，再把它放到char类型中发生截断取最低8位，a现在就是11111111，再把它以%d格式打出来，%d为有符号int整形，那我们整形提升到32位，我们看a的类型是char，char在vs里是默认有符号的char，所以最高位是符号位，那最高位用符号位来补进行整形提升，到32位之后，此时最高位是1，所以此时的a就是负数，负数存的是补码，再减一取反得到原码，最后的原码转换就是-1，所以a打印出来是-1。
再看b,b类型是有符号的char,那跟a结果一样，所以也是-1。
最后看一下c,c是无符号类型，那它储存的8个1没有符号位，都是数值位，由于是无符号位，%d为有符号int整形，所以整形提升高位直接补0，此时最高位是零，是正数，此时原码反码补码相同，得到的结果为255
再看一题
#include <stdio.h>
int main()
{
char a = -128;
printf("%u\n",a);
return 0;
}
%u是打印无符号整形，因为是char类型，所以只取后八位，-128补码是10000000，把它以无符号整形打印，char类型是有符号的，所以整形提升时高位补符号位，到32位之后，又因为打印以无符号格式，所以此时32位11111111111111111111111110000000没有符号位，此时原码返码补码相同，把这个转换成10进制数是一个很大的数，结果就是4294967168
最后看一道题
#include <stdio.h>
int main()
{
char a[1000];
int i;
for(i=0; i<1000; i++)
{
a[i] = -1-i;
}
printf("%d",strlen(a));
return 0;
}
这个strlen找到‘\0’,那‘\0’的asc码值是0，相当于我们要找asc码值为0的字符‘0’，a的第一个值为-1，以此类推，-2，-3，-4……，到-128最小值，那就有人会奇怪了，继续减1会是多少，char范围不是-128~127吗？我们可以画个图来看一下
根据图可知，如果是有符号char类型从0开始不断加1，到127，再加1就是-128，继续加会到-1最后又变回0，是一个周期，那从-1一直减一呢，会发现 从负1一直减到-128再减会变成127，继续减到0，再减又回到-1，所以这是一个周期，是一个轮回。
那第一次出现的‘0’之前的数一共就是128+127为255个，所以结果为255
3. 浮点数在内存中的存储
3.1浮点数在内存中如何存储
整数弄明白在内存中如何存储之后，那浮点数那，浮点数是如何存储的呢
我们先来看一个东西
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 ∗ 2E
• (-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，M是大于等于1，小于2的
• 2E 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 。
插入
小数位的数怎么换成二进制那，其实小数位第一位满0.5为1，第二位满0.25为1，相当于2^-1，2^-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。
IEEE754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
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
3.2 浮点数存的过程
IEEE754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。
IEEE754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IEEE754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。
3.3浮点数取的过程
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(中间值)=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。
0 00000000 00100000000000000000000
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）；
0 11111111 00010000000000000000000
结束语
本篇博客内容十分重要，可以让我们更加清楚的明白，数据在内存中如何存储，方便我们以后C语言的学习
OK感谢观看！
