1 數據類型

前面我們已經知道了基本的內置類型：

類型的意義：

1. 使用這個類型開辟內存空間的大?。ù笮Q定了使用范圍）。

2. 如何看待內存空間的視角。

1.1 類型的基本歸類

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]

char 的類型取決于編譯器,在VS編譯器中的char是signed char.

浮點數家族：

float

double

其中的float類型精度低，存儲范圍小。

而double類型精度高，存儲范圍大。

構造類型：

> 數組類型

> 結構體類型 struct

> 枚舉類型 enum

> 聯合類型 union

指針類型

int *pi;

char *pc;

float* pf;

void* pv;

空類型：

void 表示空類型（無類型）

通常應用于函數的返回類型、函數的參數、指針類型。

今天我要重點和大家分享的是整形家族和浮點數家族是如何在內存中存儲的。

2 整形在內存中的存儲

2.1 二進制的三種形式

原碼：直接用二進制表示。

反碼：原碼符號位不變，其他位按位取反。

補碼：反碼+1。

注意：

1 其中正數的原碼、反碼和補碼相同。負數的二進制變換規則如上。

2 補碼變為原碼有二種辦法：

方法1

方法2

那么整形到底是以哪種形式的二進制存儲在內存中的呢？

實際是整形是以補碼的形式存儲在內存中的。

在計算機系統中，數值一律用補碼來表示和存儲。原因在于，使用補碼，可以將符號位和數值域統 一處理；

同時，加法和減法也可以統一處理（CPU只有加法器）此外，補碼與原碼相互轉換，其運算過程 是相同的，不需要額外的硬件電路。

這什么是的啥啊?

其實剛剛學到這里，我也有點懵逼，為什么要用補碼存呢？下面我給大家舉例

1-1這的運算結果是怎么進行的呢

1的原碼（在32位平臺上）：00000000000000000000000000000001

-1的原碼（在32位平臺上）：10000000000000000000000000000001

-1的反碼（在32位平臺上）：111111111111111111111111111111111110

-1的補碼（在32位平臺上）：111111111111111111111111111111111111

因為CPU只有加法器，所以1-1---->1+（-1）

顯然無論是1的原碼還是反碼和-1的原碼或者補碼相加都得不到結果。

而補碼確可以100000000000000000000000000000000（這里33），而我們是32位平臺，所以最終結果為00000000000000000000000000000000（0,看到這里是不是覺的補碼很神奇。所以：整數在內存中存的是補碼。

雖然我們明白內存中存的是補碼，但我們還是不知道補碼在內存中是怎么存的，下面我們就要說到大小端字。

2.2 大小端字的介紹

下面我們以整數1來理解

大端字節序存儲

就是把一個數據的高位字節序的內容放在低地址處，低位字節序的內容反在高地址處。

我們用16進制表示分布

小端字節序存儲

就是把一個數據的高位字節序的內容放在高地址處，低位字節序的內容反在低地址處。

下面是在vs中的存儲分布

大小端字節序的存儲是和硬件有關，有硬件是小端存儲，的有是大端存儲。

3 浮點數在內存中的存儲

很多人多會想，整形是以補碼的形式存儲在內存中，存儲方式于大小端有關，那么浮點型又是怎么存儲的呢？

從上面我們可能看出肯定不是和整形的存儲方式有關。

3.1 浮點數存儲規則

根據國際標準IEEE（電氣和電子工程協會） 754，任意一個二進制浮點數V可以表示成下面的形式：

(-1)^S * M * 2^E

(-1)^S表示符號位，當S=0，V為正數；當S=1，V為負數。

M表示有效數字，大于等于1，小于2。

2^E表示指數位。

那么1.0就可以寫成

(-1)^0*1.0*2^0（2^n次方是二進制的科學計算法的形式）

其中二點S = 0,M = 1.0,E = 0

那么9.5我們就可以寫成

（-1）^0*1.0011*2^3

而9.6呢？

我們發現我們始終都無法表示出0.6，只能不斷的接近這個數，所以浮點型在內存中的存儲是一個精確值而不是一個準確值。

IEEE 754規定：

對于32位的浮點數，最高的1位是符號位s，接著的8位是指數E，剩下的23位為有效數字M。

對于64位的浮點數，最高的1位是符號位S，接著的11位是指數E，剩下的52位為有效數字M。

IEEE 754對有效數字M和指數E，還有一些特別規定。

前面說過， 1≤M<2 ，也就是說，M可以寫成 1.xxxxxx 的形式，其中xxxxxx表示小數部分。 IEEE 754規定，在計算機內部保存M時，默認這個數的第一位總是1，因此可以被舍去，只保存后面的 xxxxxx部分。比如保存1.01的時 候，只保存01，等到讀取的時候，再把第一位的1加上去。這樣做的目的，是節省1位有效數字。以32位 浮點數為例，留給M只有23位， 將第一位的1舍去以后，等于可以保存24位有效數字。

至于指數E，情況就比較復雜。

首先，E為一個無符號整數（unsigned int）

這意味著，如果E為8位，它的取值范圍為0~255；如果E為11位，它的取值范圍為0~2047。但是，我們 知道，科學計數法中的E是可以出現負數的，所以IEEE 754規定，存入內存時E的真實值必須再加上一個中間數，對于8位的E，這個中間數 是127；對于11位的E，這個中間 數是1023。比如，2^10的E是10，所以保存成32位浮點數時，必須保存成10+127=137，即 10001001。

指數E從內存中取出還可以再分成三種情況：

E不全為0或不全為1

這時，浮點數就采用下面的規則表示，即指數E的計算值減去127（或1023），得到真實值，再將 有效數字M前加上第一位的1。 比如： 0.5（1/2）的二進制形式為0.1，由于規定正數部分必須為1，即將小數點右移1位，則為 1.0*2^(-1)，其階碼為-1+127=126，表示為 01111110，而尾數1.0去掉整數部分為0，補齊0到23位00000000000000000000000，則其二進制表示形式為:0 01111110 00000000000000000000000

E全為0

這時，浮點數的指數E等于1-127（或者1-1023）即為真實值， 有效數字M不再加上第一位的1，而是還原為0.xxxxxx的小數。這樣做是為了表示±0，以及接近于 0的很小的數字。

E全為1

這時，如果有效數字M全為0，表示±無窮大（正負取決于符號位s）；

好了，浮點型的規則就介紹怎么多。

結束語

簡單總結一下，整形的存儲是通過補碼的形式存入（通過大小端的形式),浮點型存儲主要存的是一個符號位E的二進制位級M的精確位數。