编程之路，从0开始：数据在内存中的存储

        

目录

1、整数在内存中的存储

（1）大小端

（2）数据存储读取练习

2、浮点数在内存中的存储

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       Hello大家好，很高兴我们又见面啦！给生活添点Passion,开始今天的编程之路！

1、整数在内存中的存储

        之前我们讲过二进制数的原码、反码和补码。对于整型来说，数据存放内存中其实存放的是二进制补码。

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（1）大小端

        首先我们来介绍一下什么是大小端：

        在内存中存储这两个字节有两种方法：一种是将低序字节存储在起始地址，这称为小端(little-endian)字节序；另一种方法是将高序字节存储在起始地址，这称为大端(big-endian)字节序。

什么意思呢？我们现在定义一个变量，看看她是如何储存在内存中的：

        我们可以看到，从左往右依次是44 33 22 11，这和我们定义的11 22 33 44恰好相反，数据的高字节内容保存在高地址处说明在这里我们vs2022是小端存储模式。

        那么在读取这个数据的时候，就应该由高地址到低地址这样读取。

现在设计一个程序来判断当前机器的字节序（大端还是小端）

#include "stdio.h"
int check()
{int i = 1;return (*(char*)&i);
}
int main()
{int ret = check();if (ret == 1){printf("小端\n");}elseprintf("大端\n");return 0;
}

现在我们来分析一下这个程序是怎么运行的。

        我们取出了i的内存，在函数中，我们取出了他的地址，并强制转化成了char型解引用。我们都知道int型数据占四个字节，char型占一个字节，那我们强制转化之后读取只读取了一个字节，也就是01（先读低地址）。倘若我们读出来是00，不就说明他是00 00 00 01这样的大端储存模式吗？

输出结果：

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（2）数据存储读取练习

下面我们来看这道题：

#include "stdio.h"
int main()
{char a = -1;signed char b = -1;unsigned char c = -1;//无符号字符型printf("%d %d %d", a, b, c);return 0;
}

        a,b的输出结果没有什么异议，就是正常的读取，但是第三个就离谱起来了，结果居然是255！

别害怕，我们一点点来分析。

        首先，我们把-1的补码存入内存中：

11111111 11111111 11111111 11111111 

char取一个字节：11111111

        因为是无符号整型，高位全都补0：00000000 00000000 00000000 11111111

        正数的原码，反码，补码都相同，直接转十进制，打印结果为255。

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再看下面这道题：

#include "stdio.h"
int main()
{char a = -128;printf("%u",a);return 0;
}

运行结果：

        结果很抽象，但是不要害怕，我们一点点来分析：

        首先还是把-128补码存入内存中：

11111111 11111111 11111111 10000000

        然后，%u是打印无符号整型的意思，打印的时候要先强制转化为无符号整型，然后取一个字节：

10000000

        接着用符号位补全：

11111111 11111111 11111111 10000000

        现在系统认为这个数是无符号整数，那么他的原码反码补码都是相同的，所以直接换成十进制打印：

        这里我们用计算器算出结果。

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总结一下容易出错或不容易弄懂的点：

        1、如果一个数是无符号整型，那么补全的时候应该用0补全；如果不是无符号整型，则应该用符号位补全。

        2、因为我们是以%d的形式打印，所以我们去一个字节后应该补全，补成四个字节。

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2、浮点数在内存中的存储

        不知道大家在写代码的时候有没有遇到这种问题：在强制转化整型或者不知道怎么着，浮点数以%f的输出结果为0.000000！这就很莫名其妙。

        其实原因就在于，在代码编写的时候有意或无意的将整型转化为了浮点型，由于浮点型与整型的读取规则不同，导致出错。

这里我们简单了解一下浮点数是如何进行储存的。

        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：

        (-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，大于等于1，小于2。

        2^E表示指数位。

放在内存中（这里以32位为例）：

        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

        在六十四位中，E存储位数为11位，剩下的52位存储M。

        既然存储和读取规则不同，相信大家很容易就明白为什么强制转化之后结果会不正确了！

        今天的内容就分享到这，感兴趣的朋友可以点点关注，三连支持一下，我会持续更新C/C++/算法知识分享，期待我们的下次见面！