【C语言进阶】第一篇深度剖析整数数据在内存中的存储（一）

目录

前言

🍎整数数据介绍

数据类型介绍

类型char字符数据类型short短整型int整形long长整形long long更长的整形float单精度浮点型double双精度浮点型

🍎unsigned 和signed

再讲整数数据类型之前我们先来讲一下这两个关键字
unsigned：无符号 signed：有符号
在我们生活中有很多的数据，数据也分正数和负数 ，比如有些数值，有正数，没有负数（身高）
有些数值 ，有正数也有负数（温度）
比如温度-5 和+15，这是我们要用符号要区分数据的大小，需要有正负来描述数据，这时我就要用到unsigned和signed来描述。

🍎整数数据家族

charunsigned char ，signed charshortunsigned short， signed shortintunsigned int，signed intlongunsigned long ,signed longlong longunsigned long long ,signed long long

🍎指针类型

int*pa；
char*pb；
float*pc；
void*pd；

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

🍋整数数据在内存中的存储

🍋原码，反码，补码

计算机中的整数有三种2进制表示方法，即原码、反码和补码。
三种表示方法均有符号位和数值位两部分，符号位都是用0表示“正”，用1表示“负”，而数值位
正数的原、反、补码都相同。
负整数的三种表示方法各不相同。

原码 反码 补码转换方法：

原码
直接将数值按照正负数的形式翻译成二进制就可以得到原码。
反码
将原码的符号位不变，其他位依次按位取反就可以得到反码。
补码
反码+1就得到补码。

代码演示：

#include<stdio.h>intmain(){int a =20;//4byte（字节）=32bit//00000000000000000000000000010100  20原码//00000000000000000000000000010100  20反码//00000000000000000000000000010100  20补码//20是正整数，所以原码，补码，反码相同int b =-20;//10000000000000000000000000010100  原码//11111111111111111111111111101011  反码//11111111111111111111111111111100  补码return0;}

到这里，我们可看出，对于整形来说：数据存放内存中其实存放的是补码。
下面我们一个代码片段来解释说明

b的二进制转换为十六进制，是与内存中存储的十六进制是相同的。所以由此可以得出：：数据存放内存中其实存放的是补码。

为什么内存存放是补码

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。

🍋代码演示

大家可以想想这个代码结果是什么，可能你们会直接会说-1 -1 -1；但结果却有所不同，下面听我解释一番。

#include<stdio.h>intmain(){char a =-1;//10000000000000000000000000000001  原码//11111111111111111111111111111110  反码//11111111111111111111111111111111  补码 //上面我们已经说了，内存中存储的是补码，但是char内存中的大小为一个节//只能存储8个bit位，所以这里会发生截断//截断后存储在a中//11111111 -a//这里是%d形式打印，然而a的类型为char，所以这里会整形提升，所以要高位补位。//这里a是有符号，用符号位进行补位//11111111111111111111111111111111  补位后的a//数据打印出来是原码，所以我们要将部位后的a，转换成原码//11111111111111111111111111111110  反码//10000000000000000000000000000001  原码，得出结果为-1，与打印值相同。signedchar b =-1;//11111111111111111111111111111111  补码 //11111111 -b//这个也是同理上述方法unsignedchar c =-1;//11111111111111111111111111111111  补码 //11111111 -c//这里有略微的改变就是unsigned，unsigned无符号的作用//截断后存储在c中//11111111 -c  unsigned忽略符号位，高位补0.//00000000000000000000000011111111  补位后的c//符号位为0，是正整数//所以原码，补码，反码相同//00000000000000000000000011111111   原码printf("a=%d,b=%d,c=%d", a, b, c);return0;}

打印结果：

图片解读：

下面我们在再来一个代码对上面知识有一个更好的了解
代码演示：

%u是打印无符号整形，认为内存中存放的补码对应的是一个无符号数
%d是打印有符号整形，认为内存中存放的补码对应的是一个有符号数

#include<stdio.h>intmain(){char a =-128;//10000000000000000000000010000000 原码//11111111111111111111111101111111  反码//11111111111111111111111110000000  补码//10000000  -a  截断后的二进制//11111111111111111111111110000000  符号位高位补位//%u打印无符号整形，所以我们认为他的反码 补码 原码相同。char  b =-128;//10000000000000000000000010000000 原码//11111111111111111111111101111111  反码//11111111111111111111111110000000  补码//10000000  -a  截断后的二进制//11111111111111111111111110000000  符号位高位补位//%d打印有符号的整形，所以我们要将补码换成原码。//11111111111111111111111101111111   反码//10000000000000000000000010000000  原码printf("%u\n %d\n", a,b);return0;

打印结果：

🍋无符号和有符号范围

图解：
以char型为例

以signed为例，可以发现它的对应范围是成一个圆的循环。

🍋大小端

什么是大小端

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

图解以字节为单位存储

为什么会有大小端之分呢？

这是因为在计算机系统中，我们是以字节为单位的，每个地址单元
都对应着一个字节，一个字节为8 bit。但是在C语言中除了8 bit的char之外，还有16 bit的short型，32 bit的long型（要看具体的编译器），另外，对于位数大于8位的处理器，例如16位或者32位的处理器，由于寄存器宽度大于一个字节，那么必然存在着一个如何将多个字节安排的问题。因此就导致了大端存储模式和小端存储模式

🍋判断当前机器的字节序（大小端之分）

代码实现

#include<stdio.h>intmain(){int a =1;char* p =(char*)&a;if(*p ==1)printf("小端\n");elseprintf("大端\n");return0;}

图解

分析：
我们从小端中拿出第一个字节01，大端中拿出第一个字节00，这样就能判断
是小端还是大端。 用char的指针来访问第一个字节，charp解引用就访问一个字节，&a拿出的地址强制转换成char型再付给charpa的指针，对pa解引用就可以访问一个字节的内容。

总结

码文不易，给个三连，谢谢