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C語言數據的存儲專項分析_C 語言

作者:hania_w ? 更新時間: 2022-08-31 編程語言

數據的類型介紹

類型的基本歸類

在寫數據類型的介紹之前,我們首先來簡單介紹下 release版本與debug版本之間的在內存上的區別:

我們先將下面的一段代碼在VS中運行一下,得到的結果是截然不同的

	int i = 0;
	int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	for (i = 0; i <= 12; i++)
	{
		arr[i] = 0;
		printf("hehe\n");
	}

將這段代碼在debug版本下得到的結果是 hehe死循環,如下圖所示

從這里可以看到,hehe是在死循環的

將這段代碼在Release版本下得到的結果是 13個hehe

根本的原因是這兩個版本下,數據存儲的方式不同

以下是簡圖:

上面這張圖就展示了兩者的區別,當編譯器從低地址處往高地址處走時,debug環境下,arr數組結束時如果再繼續往下運行就會改變 i 的值,使 i的值初始化為0。release環境下arr數組結束時并不會改變i的值,因此并不會陷入死循環。

接著,回憶一下c語言中的數據基本類型:

1、整形家族有

char

注:字符類型的本質是ASCII碼值,是整形,因此劃分到整形家族。

unsigned char
signed char

short

unsigned short [int]
signed short [int]

int

unsigned int
signed int

long

unsigned long [int]
signed long [int]

除了char類型,其他類型的數據在沒有特定的說明下,默認是有符號類型。char類型取決于編譯器。

2、浮點數家族

float ? ?精度低,存儲的數值范圍較小
double ?精度高,存儲的數值范圍更大

3、構造類型(自定義類型,我們可以創建出新的類型)

數組類型
結構體類型 ?struct
枚舉類型 ?enum
聯合類型 ?union

4、指針類型

?int ?*pi
?char ?*pc
?float* ?pf
?void* ?pv

5、空類型

1、void 表示空類型(無類型)

2、通常應用于函數的返回類型、函數的參數、指針類型?

看下面的代碼舉例

void test(void)
{
	//第一個 void 表示函數沒有返回值
	//第二個 void 表示函數不需要任何參數
	printf("hehe\n");
}
int main()
{
	test(1);
	return 0;
}

整形在內存中的存儲

源碼、反碼、補碼

計算機中的整數有三種表示方法,即原碼、反碼和補碼
三種表示方法均有符號位和數值位兩部分,符號位都是
用0表示“正”,用1表示“負”,而數值位負整數的三種
表示方法各不相同。

原碼:直接將二進制按照正負數的形式翻譯成二進 制就可以。

反碼:將原碼的符號位不變,其他位依次按位取反就可以得到了。

補碼:反碼+1就得到補碼。

正數的原碼、反碼、補碼都一樣,對于整形來說:數據存放內存中其實存放的是補碼

具體原因我們在此不多做解釋。

關于大小端的概念

什么是大小端?其實就是數據在內存中的存儲模式,大端存儲模式和小端存儲模式。

大端(存儲)模式:是指數據的低位保存在內存的高地址中,而數據的高位,保存在內存的低地址

中; 小端(存儲)模式:是指數據的低位保存在內存的低地址中,而數據的高位,,保存在內存的高地址中。

下面我們來看一道題目:判斷當前機器的存儲模式是大端存儲還是小端存儲。

#include <stdio.h>
	int check_sys()
	{
		int i = 1;
		return (*(char*)&i);
		//具體原因看下圖解釋
	}
	int main()
	{
		int ret = check_sys();
		if (ret == 1)
		{
			printf("小端\n");
		}
		else
		{
			printf("大端\n");
		}
		return 0;
	}

浮點型在內存中的存儲

(-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。

例如 V=5.0 :浮點數存儲為 101.0

如果我們想算出S、M、E,那么小數點前面就只能有一位

例: V=9.5=1001.1=1.0011*2^3

因此 S=0,M=1.0011,E=3

但是,凡是都有例外,因此,并不是所有的浮點數都可以用這種方式表示的

例如:V=9.6=1001.10…與1001.11之間徘徊,無法精確的表示出來

float —> 4byte —>32bit

double—>8byte—>64bit

雖然double類型比float類型的精確度要大,但是他們依舊有可能無法將小數的內存完整保存。

2、值得注意的是浮點數在內存中使用S、M、E的形式來存儲的

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?

3、指數E是一個復雜的數

首先 E 是一個無符號整數這意味著, 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,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。

如果有錯誤,希望大家評論或者私信指正!

原文鏈接:https://blog.csdn.net/weixin_64634186/article/details/125538721

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