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博主简介：
是瑶瑶子啦
，一名大一计科生，目前在努力学习C进阶、数据结构、算法、JavaSE。热爱写博客~正在努力成为一个厉害的开发程序媛！


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所属专栏：
C语言


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往期博文回顾：
【Java基础篇】Java重要特性,JDK,JRE,JVM区别和联系,环境变量


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近期目标：成为百粉小博主。持续输出JavaSE、C进阶、数据结构、算法相关的优质博客,


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写博客理念：力求用自己的语言加上自己的理解去阐述知识知识、技术（费曼学习法）。喜欢画图、思维导图去描述过程和知识之间的联系。


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工具:思维导图:Xmind;关系图,流程图:
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：“再牛的程序员也是从小白开始，既然开始了，就全身心投入去学习技术”

数据类型存在的意义

• 我们知道,变量的创建是要在内存中申请空间的,那你用编程语言和计算机沟通的时候,你就要告诉计算机你要申请多大的空间,那么就需要在变量名前放一个数据类型,告诉计算机:我要给这个变量开辟这个类型所对应的这么大内存空间.简而言之,数据类型决定了变量所占空间的大小.

• 确定了变量空间还不够,因为我们知道,对数据进行操作,首先我们也要知道它是浮点型?字符型?数组?因为不同的属性有不同的操作,计算机进行操作,更应该有这方面的知晓权.所以,数据类型决定了计算机看待该片内存中数据的视角.(认为是浮点型呀,还是字符型?)

C语言整形家族:

• char—字符类型在内存中以其Ascii码表对应数值存储

• signed char

• unsigned char

char :默认具体是signed还是unsigned具体看编译器,常见是signed

• short

• signed short [int](默认)

• unsigned short [int]

• int

• signed int(默认)

• unsigned int

• long

• signed long [int](默认)

• unsigned long [int]

🎉下面是Linux的64位操作系统下给出的,在不同操作系统下可能有所不同,在使用的时候应该测试之后再使用:使用sizeof(类型名)测试

C语言浮点型家族

C语言中构造类型(自定义类型)

1. 数组

2. 结构体–struct

3. 枚举–enum

4. 联合–union

整形在内存中的存储:

计算机中的整数有3种表示方式(用二进制):
原码(true form),反码,补码.


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原码:就是十进制直接转换成二进制所得到的二进制序列

每一种表达方式,都有:
符号位,数值位之分

• 正数的源码,反码,补码均相同!!!

• 负整数的三种表达方式都不相同(需要经过相应的转换)

原码,补码,反码,为什么存在?

我们可能会想,为什么要设计出来3个东东,像我们自己平时10进制计算,都是直接进行的呀,没有说这么复杂.为什么不直接都用原码来表示呢?

• 十进制和二进制有很大不同,10进制有专门的一个符号来表示正负,而且我们要站在机器的思路去思考.因为机器语言只认识:0和1

• 而且,CPU只有加法器哦,比如1-1会被转换为1+(-1)

🎉假如整数在内存中也用原码来表示?

1: 00000000 00000000 00000000 00000001//原码
-1:10000000 00000000 00000000 00000001//负数原码
//相加:
   10000000 00000000 00000000 00000010//-2 ???

由此可知,用原码,是不可能算出正确结果的

🎃原反补存在意义:

• 使正数和负整数能够正确进行运算,并得到正确结果

• 统一处理符号位和数值位:在计算的时候不用特别去对待符号位

• 统一处理加法\减法

而且,原->反->补和补->反->原所执行的流程是一样的,不需要额外的硬件电路.

char a = -1;
unsigned char b = -1;
printf("%d %d", a, b);
//       -1  255

执行过程分析:(一定要注意的点)

1. 截断赋值

2. 整形提升

3. 操作补码(内存中对整数的操作:无论是赋值\加减\截断,都是对补码进行操作)

4. 原码显示(简单理解为,从内存中取出数据,来打印数据,看看值是多少的时候,取出的原码哦)

• 注意:内存中对数据的一些操作,都是在补码上进行的.要show这个数据((比如以%d形式打印)是多少的时候,才用到原码.

• 补充:C语言格式控制字符使用说明:(用格式字符来打印的时候,不同的格式字符,体现了取出数据来展示的时候,看待补码的不同视角)

对取值范围的进一步思考:

设计得真的很神奇,数据的类型,限定死了范围,范围是个”闭环”,或者是”周期函数”.无论如何都出不了这个范围(长度规定和截断的功劳🐣)

• 通过一道题来真实感受一下:

这段代码的输出结果是???

说实话我一开始认为是:3,2,1,0

运行之后才发现,太天真了,太天真了!!!

#include<stdio.h>
int main() {
    unsigned int i = 0;
    for (i = 3; i >= 0; i--) {
        printf("%d", i);
    }
    return 0;
}

要注意的是:i被范围限定死了,无符号(0~2^32-1),也就是说,
无论怎么对i进行操作,i>=0是恒成立的呀!!所以是个死循环!

再者需要注意的是,%d决定了取出数据时看待内存的视角(“我就认为你是signed int”)

大,小端字节序存储

• 注意,这里的存储顺序,是以字节为单位!!!(即8bits)

大小端字节序介绍:

• 大端字节序存储:高数值位的数据存在低地址处,低数值位的数据存在低地址出(按顺序)

• 小端字节序存储:低数值位的数据存在高地址处,高数值位的数据存在低地址处(按顺序)

可以看到vs2019是采用小端存储的

为什么会存在大,小端字节序存储?

一个超过一个字节的要在内存中存储,如何安排这几个字节在内存中存储的顺序?安排好顺序后应该考虑如何尽可能方便的将数据取出病还原数据.通过排序可知,将不同的字节数据安排位置在内存中存储可谓有无数中方法.为了尽可能简便的存储数据,更是为了尽可能方便的取出数据,最终就这保留了两种字节顺序存储的方法.

笔试题:写一端程序来判断当前机器是大端存储还是小端存储

//写一个程序来判断当前机器是大端存储还是小端存储
    int a = 1;//0x00 00 00 01
    char* p = (char*)(&a);
    if ((*p) == 1) {
        printf("小端");
    }
    else {
        printf("大端");
    }
    return 0;

🛸key;利用了指针的类型决定了指向空间的大小

浮点数在内存中的存储

🎀这一小节,我们要解决的问题是:

1. 浮点数在内存中如何存储

2. 浮点数存储和取出的流程

3. 为什么之前总是提到浮点数的精度,浮点数表示不准确?

浮点数在内存中如何存储

根据IEEE(电气电子工程师学会)规定,
在内存中,任何一个二进制的浮点数,可以表示为一下形式:

:表示浮点数的正负


:
有效数字(1<=M<2)(
1+小数点后的位数=有效数字位数)


:指数位

🌌思考:通过例子我们可以知道,只要S,M,E三个变量确定了,那么这个浮点数也就确定了,所以我们只需要把S,M,E在内存中存储起来即可.

• 能用图形解释清楚就不用文字了~

浮点数取出和存储的流程:

深入思考:为什么浮点数的储存不准确?

我们知道,十进制浮点数转换为二进制浮点数,小数点后的十进制表示也要转换成二进制表示形式.

eg:5.5
101.1
eg:5.14
101.00101...........

可以看到,关键是:
无法用二进制准确表达出小数点后的数字,此时只能无限接近,不精确.

🎉
这就是数据在内存中储存的全部内容了,码文,作图不易,如果对你有帮助,您的关注
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