C语言第15课—数据在内存中的存储

1. 整数在内存中的存储

• 整数的2进制表示有三种方法：原码、反码、补码
• 有符号的整数都有符号位和数值位，符号位‘0’表示正，‘1’表示负
• 整数在内存中都是以补码形式存储，原因是使用补码可以将数值位和符号位统一处理，对只有加法器的CPU来说，不需要其他硬件电路就能实现加减法

2. 大小端字节序和字节序判断

• 大端存储模式

• 指的是一个数据的低位字节的内容保存到内存的高地址处，而数据的高位字节内容则保存在内存的低地址处

• 小端存储模式

• 指的是一个数据的低位字节的内容保存到内存的低地址处，而数据的高位字节内容则保存在内存的高地址处

• 举个简单的例子

• 那么大端字节序存储呢？

  这里需要注意的是，数据在内存中是以二进制进行存储的，而这里的四个字节内容11 22 33 44，是在内存中的地址中以二进制的形式进行存储

• 如何判断大小端字节序呢？
  

3. 整数存储练习

3.1 练习1

• 类型的作用
• 1.申请内存空间的大小
• 2.类型决定了看待内存中数据的视角

3.2 练习2

3.3 练习3

3.4 练习4

3.5 练习5

4. 浮点数在内存中的存储

4.1 浮点数存的过程

• 浮点数的类型一般是float、double、long double
• 国际标准iEEE（电气和电子工程协会）规定，任意一个二进制浮点数V可表示为：
• V = (-1) ^ S * M * 2 ^ E
• M表示有效数字，且M是大于等于1的，且小于2
• (-1)^S表示符号位，S等于0表示V为正数，S等于1表示V为负数
• 2^E是指数位

  什么意思呢？接下来举个例子来帮助我们理解

• 那么浮点数是如何在内存中进行存储呢???
• 对于32位的浮点数(float),最高的1位存储符号位S，接着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(double),最高的1位存储符号位S，接着11位存储指数E，剩下的52位存储有效数字M
• float E(真实值)+ 127(中间值)
• double E(真实值)+ 1023(中间值)

  举个例子

4.2 浮点数取的过程

• 对于S，直接取出来即可，对于M，则是取出来前面补1
• 指数E取出有三种情况

• 指数E不全为0或不全为1
• 这时，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

• 指数E全为0
• 这时，指数E等于1-127（或者1-1023）即为真实值，有效数字M不再加上前面的1，而是直接还原成0.xxxxxx的小数，这样是为了表示±0，以及接近0的无限小的数

• 指数E全为1
• 这时，如果有效数字M表示0，表示±无穷大（政府取决于符号位S）

  举例