前言
🥑本章重点
数据类型详细介绍
整形在内存中的存储：原码、反码、补码
大小端字节序介绍及判断
浮点型在内存中的存储解析
🥑一、数据类型介绍
** 基本数据类型介绍：**
char // 字符数据类型 short // 短整形 int // 整形 long // 长整形 long long // 更长的整形 float // 单精度浮点数 double // 双精度浮点数类型的意义：
** **1、使用这个类型开辟内存空间的大小（大小决定了使用范围）
2、如何看待内存空间的视角
类型的基本归类：
空类型：
** void表示空类型（无类型）**
** 通常应用于函数的返回类型、函数的参数、指针类型**
🥑二、整形在内存中的存储
我们知道一个变量的创建是要在内存中开辟空间的，空间的大小是根据不同的类型而决定的。所以接下来探讨一下数据在开辟内存中是如何存储的。
✔ 原码、反码、补码
计算机中的证书有三种二进制表示方法，即为原码、反码、补码。
这三个形式都是由符号位+数字位构成（第一位是符号位，0为正，1为负）
数值位：
正数的原码、反码、补码都相同
负整数的三种表示方法各不相同
原码：
就是将数字直接转化成二进制的形式
反码：
** **就是原码的符号位不变，其他的依次按位取反得到
补码：（计算机实际保存数据的方式）
** 反码+1**
在整形中数据存放内存中就是存放数值的补码
实例说明1：（对于数据在存储的顺序在后文中会提及）
这里创建一个int类型变量a赋值20，开启调试-内存窗口，可以看到变量a在内存中十六进制为
**00 00 00 14 **转化为二进制为：
00000000 00000000 00000000 00010100
接着创建一个变量b赋值为-10，开启调试-内存窗口中可以看到
变量b在内存中十六进制为：
**ff ff ff f6 **转化为二进制为：
11111111 11111111 11111111 11110110
实例说明2：（如下图）
从图中可以看出，1+（-1）(1-1)的值肯定是为0的，接着我们一步步分析，如果使用1和-1的原码进行相加得到的结果为-2，显然是错误的，接着用1和-1的补码相加，得到32个0，因为是32位的所以前面的1丢弃，结果得到的是0所以可以更加证实了数据在内存中存放的其实是补码！
综上分析：对于整形来说：数据存放内存中其实存放的是补码。
** **在计算机系统中。数值一律用补码来表示和存储。原因在于，使用补码，可以将符号位和数值域统一处理； 同时，加法和减法也可以统一处理（CPU只有加法器）此外，补码与原码相互转换，其运算过程是相同的，不需要额外的硬件电路。
补充： *原码到补码的方式有*一种 补码到原码的方式有两种
（原码取反、+1得到补码） （1. 补码-1、取反得到原码；2. 补码取反、+1得到原码）
✔ 大小端介绍
什么是大小端？
如下图所示，变量b地址存储的十六进制值为什么显示是 f6 ff ff ff ，他的二进制补码转换成十六进制应该是 ff ff ff f6，为何在内存中存储的顺序和我们想的不一样，这就涉及了大小端字节序的只是
大端（存储）模式，是指数据的低位保存在内存的高地址中，而数据的高位，保存在内存的低地址中；
小端（存储）模式，是指数据的低位保存在内存的低地址中，而数据的高位，保存在内存的高地址中。
字节序就是数字的高位低位在内存中处于高地址还是低地址的问题；在我们日常逻辑中，高位就是放在低地址，如同12345中，1作为万位在左边低地址，5作为个位在高地址，这就称为大端字节序，但是计算机存储中大多都是小端字节序的，就是高位存放在高地址，低位存放在低地址。1一个数值超过1一个字节了，就要存储到内存中就有顺序问题。
如图：
我们可以看到在vs编译环境下，变量a在内存中存储的字节顺序就是小端字节序存储，数据的高位存放在高地址中，低位存放在低地址中。
我们还可以写一个简单的函数来判断当前机器的字节序：
// 返回1表示小端 返回0表示大端
int check_sys()
{
int a = 1;
char* p = (char*)&a;
if (*p == 1)
return 1;
else
return 0;
}
// 简化
int check_sys2()
{
int a = 1;
return *(char*)&a;
}
int main()
{
if (check_sys() == 1)
printf("小端\n");
else
printf("大端\n");
return 0;
}
🥑三、浮点型在内存中的存储
✔浮点型的初步了解及案例说明
首先浮点型类型的取值范围限定在 float.h 中，我们在vs中可以调出float.h去查看。
接下来探讨一下浮点型在内存中的存储，是否和整形一样也是讨论原反补呢？
我们用一组代码来测试测试，如下一段代码。首先定义个整形变量n，然后把n地址取出来强制类型转换成 float* 赋给pF，所以指针pF现在指向的是n的四个字节，然后打印出n的值，pF的值，接着再将pF放入一个浮点数的9.0，再打印出n的值，和pF的值（pF都是当成浮点数来打印）。想一想四个打印出的结果分别是什么呢？
结果如下：
结果是不是与我们预期的有所差异？第二个*pF的值为什么是0.00000，第三个n的值为什么是一个很大的数值（在后文中会提及）。接下来逐步分析：
首先整形变量n = 9，整数在内存中存放的是补码的形式，如果这里用pF解引用就是按照浮点数的形式从内存中拿出来，这里结果是0.0000，很显然浮点数的存和取的方式与整形不同，所以拿出的结果有差异就肯定不是9。 接着我们用浮点数的形式把9.0赋值到pF，所以最后一个打印结果*pF的值就能正常读取出9了，所以可以得出证明，浮点数和整数在内存中存储的形式不同，所导致出的
✔浮点数存储规则
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
(-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，大于等于1，小于2。
2^E表示指数位
举例说明：
V = 5.5
= 101.1 （二进制表示，.1表示1*2^-1 = 1* 1/2 = 0.5） = 1.011 * 2^2 （科学计数法表示） = (-1)^0 * 1.011 * 2^2S = 0; M = 1.011; E = 2
对于浮点数的二进制表示如下图
IEEE 754规定：
对于32位的浮点数，最高的1位是符号位S，接着后8位是指数E，剩下的23位为有效数字M
对于64位的浮点数，最高的1位是符号位S，接着后11位是指数E，剩下的52位为有效数字M
IEEE 754对于有效数字M和指数E有部分规定。
首先1<=M<2，M可以写成1.xxxxxx的形式，其中xxxxxx表示的是小数部分。在计算机内部保存M时，默认这个数的第一位为1，因此可以被社区，只保存后面的小数部分。如1.01，保存1.01时只保存01，等读取的时候再把第一位的1加上去，这样可以节省1位有效数字，以32位浮点数为例，留给M只有23位，将第一位舍去就相当于可以保存24位有效数字。
对于E就需要分情况讨论了。
首先，E为无符号整数，众所周知科学计数法中的E是可以出现负数的，所以IEEE 754规定，存入内存时E的真实值必须加上一个中间数，对于8位的E，这个中间数就是127，对于11位的E，这个中间数就是1023.
E不全为0或不全为1：
此情况，需要指数E的计算值减去127（or 1023），得到真实值，再将有效数字M前加上第一位的1
如：
0.5的二进制表示为0.1，由于规定正数部分必须为1，所以将小数点右移1位
则为： 1.0 * 2^(-1)；-1+127 = 126，二进制表示为
01111110，而尾数1.0去掉正数部分为0，补齐后23位，二进制表示为
0 01111110 00000000000000000000000
E为全0时：
此时，浮点数的指数E等于1-127（or 1-1023）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 +/- 0，以及接近于0的很小的数字
例：
0 00000000 01100000000000000000000
+/- 0.011 * 2^126 该数为一个非常小的数字。
E为全1时：
此时，如果有效数字M全为0，表示+/- 无穷大
例：
0 11111111 01100000000000000000000
E+127 = 255
E = 128
1.xxx * 2^128 该数为一个无穷大的数字
最后就是对上文中的例题作完整解析
浮点数9.0二进制为1001.0，即1.001 * 2^3
S = 0，M=1.001，E = 3+127 = 130
写成二进制为：
0 1000010 00100000000000000000000
此时如果想以整形的形式取出9.0，则将该二进制作为整数补码读取，得到的结果就是1091567616了！
总结
到这里，就将数据在内存中的存储介绍完了，大家可以当做对C语言额外拓展的知识点，巩固加强对数据的进一步认识、理解，希望对大家有所帮助！共同进步！！
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