大家好,我是残念,希望在你看完之后,能对你有所帮助,有什么不足请指正!共同学习交流
本文由:残念ing原创CSDN首发,如需要转载请通知
个人主页:残念ing-CSDN博客,欢迎各位→点赞 + 收藏⭐️ + 留言
系列专栏:残念ing 的C语言系列专栏——CSDN博客
————————————————————CSDN———————————————————
目录
前言:
1. 整数在内存中的储存
2. 大小端字节序和字节序判断
2.1 什么是大小端?
2.2 为什么要有大小端?
3. 浮点数在内存中的存储
3.1 浮点数的存储
3.1.1 浮点数存的过程
3.1.2 浮点数取的过程
前言:
在C语言中我们会存许多许多的数据,比如整型数据,浮点型数据等它们在内存中是怎么存储的呢?接下来我们就来学习一下这些数据在内存中的存储。
1. 整数在内存中的储存
我们首先来复习一下,在前面的操作符的详解博客中,我们说过整数的2进制表示方法有三种,即原码,反码和补码。
这三种表示方法均是由符合位和数值位两部分组成,符合位都是用0表示为 “正” ,用1表示 “负” ,而数值位最高位是被当做符合位,剩余的都是数组位。
正整数的原、反、补码都相同。
负整数的三种表示方法各不相同
原码:直接将数值按照正负数的形式翻译成⼆进制得到的就是原码。
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。
对于整数来说:数据存放在内存中其实存放的是补码。
2. 大小端字节序和字节序判断
我们知道了整数在内存中的存储后,我们在调试的时候都会发现数字是按字节为单位,倒着储存的,这是为什么呢?
#include
int main()
{
int a = 0x11223344;
return 0;
}
这时我们就要用到大小端来解释了。
2.1 什么是大小端?
其实当超过一个字节的数据在内存中存储的时候,就会存在顺序问题,按照不同的存储顺序,我们把它分为大端字节存储和小端字节存储。
大端存储(模式):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):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 为什么要有大小端?
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8 bit 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。
补充:大小端的存在是为了解决不同字节序设备之间的数据交换问题,并且根据应用需求、兼容性和硬件设计限制的不同,选择合适的字节序能够带来一定的优势
3. 浮点数在内存中的存储
我们经常见到的浮点数:3.14159、1E10等,浮点数家族包括:float、double、long double 类型。
浮点数表示的范围:float.服务器托管网h中定义
3.1 浮点数的存储
浮点数在计算机内部的表示方法:
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 ∗ 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,M是⼤于等于1,小于2的
: 2^E 表⽰指数位
举例:十进制的5.0,写为二进制是101.0,相当于1.01×2^2。
那么,按照上面的V格式,可以得出S=0,M=1.01,E=2。
补充:IEEE 754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
3.1.1 浮点数存的过程
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
至于指数E,情况就比较复杂
首先,E为一个无符号整数(unsinged 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10+127=137,即10001001。
3.1.2 浮点数取的过程
指数E从内存中取出还可以再分为三种情况:
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。这样做是为了表示正负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
好了以上就是一下数据在内存中的存储方式,后面会发一次关于这个内容的练习,各位可以根据自己学到的知识来思考一下这些习题练习——残念ing 专题实践练习专栏——CSDN博客。
服务器托管,北京服务器托管,服务器租用 http://www.fwqtg.net
欢迎关注公众号(通过文章导读关注:【11来了】),及时收到 AI 前沿项目工具及新技术的推送! 在我后台回复 「资料」 可领取编程高频电子书! 在我后台回复「面试」可领取硬核面试笔记! 前言 最近在更新面试突击专栏,我把每一篇将字数都尽量控制在 2000 字以…