详解c语言整形和浮点数在内存中的存储

不知名网友发布于2021-11-29 10:50 / 1714人阅读

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数据在计算机的存储方式（补码，反码，原码）

数据在计算机的存储方式（补码，反码，原码）

在32位机器上，计算机储存数据是用32个比特位来储存数据，也就是32个0，其中第一位数为符号位，大多数情况用来表示整数是正的还是负的，我们先从原码说起，1和-1的原码分别为:

正数的反码不变，负数的反码在其原码的基础上符号位不变，其他位按位取反（0变成1，1变成0），即：

正数的补码还是不变，负数的补码在其反码的基础上加1：

所以我们可以总结：正数的原码，反码和补码都相同，而负数的原码，反码和补码在转换时才会不同，计算机在储存整形时用的都是补码。

整形在内存中的存储：

整形类型

我们知道C语言的整形类型有

我们知道char是字符类型，但是char类型储存字符的方式也是储存数字，然后在通过ascii码表转化为对应的字符，所以在这里我也将char当作是整形的一类了。

计算机会分配给不同类型不同的字节大小，也就是可以储存数字的大小：

对于不同整形无符号的问题，我拿char举个栗子

char类型的最大值和最小值在计算机的存储：

10000000~011111111 10000000为-128(这是计算机规定的)，111111111为-127，011111111为127,

所以大小范围是-128到127

而无符号char类型，就是将最后一位符号位变成计算大小的位，即：

00000000~111111111=00000000~01111111+2^8，也就是0到255

大端字节序和小端字节序

在这里我们引入一下内存单元的概念，内存单元代表的是一个字节空间，即8个比特位，计算机会给这个内存空间分配一个地址（其实就是指针）。

当我们创建一个int变量，并且给他赋一个16进制的值 0x11223344,那么计算机会给他连续开辟4个字节大小的空间，他会有4个内存单元，接下来11将会被放在第一个内存单元，22放在第二个内存单元，下面也是一样，那么计算机会怎么给这些内存单元分配地址呢？于是就产生了大端字节序和小端字节序。

~两位16进制的范围大小等于8个比特位的范围大小

大端字节序存储：高字节序的内容放在低地址，低字节序的内容放在高地址
小端字节序存储：高字节序的内容放在高地址，低字节序的内容放在低地址

其中：高字节序代表高位数，即11，低字节序代表低位数，

我们可以测试下自己的编译器是大端的还是小端的，

#includeint main(){	int a = 0x11223344;	char* p = (char*)&a;	printf("%0x", *p);	return 0;}

如果运行的结果为44，则为小端，11为大端

浮点数在内存的储存

根据国际标准，任意一个二进制浮点数都可以表示成：

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

(-1)^s表示符号位，-1的s次幂要么是正数，要么是负数PM表示有效数字，M大于等于1，小于2；

2^E表示指数位。 -----总的来说就是二进制的科学计数法

浮点数在内存的存储其实就是S，M和E的存储

单精度浮点型float：最高的一位是符号位s，接着的8位是指数E，剩下的23位为有效数字M

其中，E的大小0~255

双精度浮点型double:最高的一位是符号位s，接着的11位是指数E，剩下的52位为有效数字M

其中E的大小0~2047

———————————————————————————————————————————

M的存储：

因为1<=M<2，所以M肯定为1.xxxxxxx，所以标准规定在计算机存储M的时候，不储存第一位数字1，当读取的时候才加上1，这样做的目的是节省一位有效数字，使计算机保存更多其他有效数字。

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E的存储：

首先，E在计算机的存储肯定是一个无符号整形，这就意味着，当E为11位，那它的大小范围是0~2047，当E是8位时，它的大小范围为0~255

但是我们知道，在科学计数法表数的示时，它的指数位是可以取负，所以科学家为了使得E表示负数，在将E存储前加上一个中间数字，8位的E的中间数位127，11位的E为1023，这样在读取的时候给E减去这个中间数，在计算的时候E就能当作负数带来计算了。、

E的特殊情况

当E全位0的时候，那么E的真实值位1-127（或者1-1023），接下来在计算的时候M不会再加1，因为E为全0的时候算出来的数是无限接近于0的数，所以干脆就不给M加1，便于表示+0和-0；

当E全为1的时候，如果有效数字全为0，表示+无穷或者-无穷

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